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减少ZFS文件系统ARC缓存的方法长园深瑞继保自动化有限公司第1页减少ZFS文件系统ARC缓存的方法编写:易柯楠201412081.ARC缓存简介ZFS文件系统是Solaris11系统的默认文件系统,ZFS文件系统简介可见附录。ZFS使用在内存中建立缓存的方式来提升性能,这种做法在海量数据时尤为有效。ZFS的缓存使用ARC(AdjustableReplacementCache)算法,它是基于IBM的Megiddo和Modha提出的ARC淘汰算法演化而来的。所以这个缓存通常被称为ARC缓存。Solaris系统中有两个内核参数来限制ARC缓存的大小:zfs_arc_min:确定ARC缓存的最小大小,设置单位为字节。默认64MB。zfs_arc_max:确定ARC缓存的最大大小,设置单位为字节。默认在内存少于4GB的系统上为物理内存的75%,在内存大于4GB的系统上为物理内存减去1GB。这两个内核参数都是使用容量单位来设定的,并不能根据物理内存的大小来自动调节,所以在Solaris11.2系统上增加了一个内核参数,使用百分比来设定:user_reserve_hint_pct:设置留给应用程序的物理内存百分比。查阅Oracle官方文档,并没有给出详细的说明,经试验,默认值应为0,且zfs_arc_min、zfs_arc_max参数依然有效,即user_reserve_hint_pct参数确定的ARC缓存占用量低于zfs_arc_min时,取zfs_arc_min的容量;高于zfs_arc_max时,取zfs_arc_max的容量。该参数在Solaris11.2之前的系统中不存在。2.内存占用情况及产生的问题使用以下命令可以查看内存使用明细:echo“::memstat”|mdb-k在一台16GB的机器上,进行大量IO操作后(充分建立缓存),运行以上命令,如下图:长园深瑞继保自动化有限公司第2页可以看到“ZFSFileData”一项占据了8.1GB之多,使用51%的物理内存。ARC缓存是弹性的,其设计思想是尽量多地使用空闲内存来加速(其实WindowsVista之后的版本也使用类似的思想),当有程序申请内存时,释放ARC缓存来满足程序的需求。这样的机制看上去没有什么问题,而且在大型机及海量数据的情况下的确是一个很好的解决方案。但是这都是为高性能机器准备的,在我们公司使用的四路、两路服务器上也没什么问题,但是到了E32这类低成本方案的机器(4GB内存,奔腾CPU,性能不及我们的笔记本)上就可能导致内存不足。原因是:应用程序申请较大内存时,ARC缓存来不及释放,导致应用程序申请内存失败而出现错误。如果是Oracle数据库申请内存失败,则会导致数据库退出;如果是系统核心进程申请内存失败,则会导致系统重启或卡死。3.建议的配置方法通常,仅需在4GB内存的低成本机器上进行配置。上文已经讲了相应的内核参数,所以在不同的系统上可以进行不同的设置,以下方法均已验证有效。3.1.Solaris11.2之前的版本(比如Solaris11.0)通过设置zfs_arc_max内核参数来限制ARC缓存使用量,修改/etc/system文件,在最后加入新的一行,内容如下:setzfs:zfs_arc_max=100000000含义是将ARC缓存的最大内存使用量限制在100MB(数字不是很精确)。4GB内存的机器建议使用这个限制值,其他内存的机器可以不设置,或放宽到数百兆,或几GB,视自己需求。3.2.Solaris11.2Solaris11.2提供了user_reserve_hint_pct内核参数,这是一个更好的方法。也是修改/etc/system文件,在最后加入新的一样,内容如下:setuser_reserve_hint_pct=80含义是将80%的物理内存留给程序,因为是百分比,所以在不同内存的机器上都可以这么设置。3.3.验证可以使用kstat-mzfs命令查看c_max属性的值,即zfs_arc_max,但此命令无法查看user_reserve_hint_pct内核参数的作用。最直接的验证方法为进行大IO操作(比如复制一个大文件),然后使用上文的echo“::memstat”|mdb–k命令查看“ZFSFileData”的内存使用量。4.附录4.1.ZFS文件系统简介ZFS文件系统的英文名称为ZettabyteFileSystem,是第一个128位文件系统,可以说是当前最长园深瑞继保自动化有限公司第3页先进的文件系统,在文件系统的发展史上具有划时代意义。ZFS最初是由Sun公司为Solaris操作系统开发的文件系统,之后Sun公司开放了其源代码,鉴于ZFS的优异特性,它已经被迁移至FreeBSD、NetBSD、MacOS等Unix系统,以及众多的Linux发行版本。简要来说,ZFS的先进性表现在:支持ZB级的超大容量。一个存储池支持256ZB,最大支持2^64个存储池。这也是为什么叫“ZFS”的原因。跨越了物理存储设备。在ZFS之前的文件系统都是被禁锢在物理设备之中的,而ZFS划时代地使用“存储池”的概念来管理物理存储空间。一个存储池最大可以拥有2^64个卷(比如硬盘)。使用一种写时拷贝事务模型技术以及完备的校验和技术,支持自优化,自动校验数据完整性。Sun甚至没有为ZFS提供文件系统检查工具,因为不需要。RAID-Z技术,文件系统即可组成RAID。极强的伸缩性,易于管理。优秀的性能,较ext3文件系统约有30%-40%的提升。
本文标题:减少ZFS文件系统ARC缓存的方法
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