OpenHarmony全局資源調度管控子系統之內存管理部件

OpenHarmony之內存管理部件

內存管理部件
- 簡介
- 目錄
- 框架
  - 進程回收優先級列表
    - 補充
  - 回收策略/查殺策略
- 使用說明
- 參數配置說明
  - availbufferSize
  - ZswapdParam
  - killConfig
  - nandlife
- 相關倉

簡介

內存管理部件位于全局資源調度管控子系統中，基于應用的生命周期狀態，更新進程回收優先級列表，通過內存回收、查殺等手段管理系統內存，保障內存供給。

/foundation/resourceschedule/memmgr
├── common           						# 部件通用工具類
│   ├── include
│   │   ├── kernel_interface.h				# 封裝了與Kernel交互的接口
│   │   ├── memmgr_log.h					# 封裝了hilog，用于日志打印
│   │   └── single_instance.h				# 封裝了單例模式的類模板
│   └── src
│       └── kernel_interface.cpp
│
|
├── sa_profile       						# 組件服務配置
|
├── services         						# 組件服務實現
|   └── memmgrservice    					# 對內接口目錄
|       ├── include
|       |   ├── event						# 事件注冊中心目錄
|       |   ├── reclaim_priority_manager	# 進程回收優先級管理目錄
|       |   ├── reclaim_strategy			# 回收策略目錄
|       |   └── kill_strategy				# 查殺策略目錄
|       └── src
|           ├── event
|           ├── reclaim_priority_manager
|           ├── reclaim_strategy
|           └── kill_strategry
|
└── test 									# 自測試用例目錄

框架

內存管理部件主要基于事件觸發回收優先級更新，并基于回收優先級管理內存回收和查殺，其框架如下所示（下圖虛線右側為本部件），主要分為如下幾個模塊：

1、事件管理模塊：統籌管理本部件所要對外響應的事件。主要功能為調用其他子系統提供的接口注冊事件監聽，并將事件通知到回收優先級管理模塊、回收策略模塊和查殺策略模塊。

2、回收優先級管理模塊：基于事件管理模塊的應用和用戶的事件通知，給出進程的回收和查殺的先后順序列表，并向回收策略和查殺策略提供查詢此列表的接口。

3、回收策略模塊：根據回收優先級列表，調整回收內存水線、文件頁/匿名頁回收比例、壓縮/換出比例等回收參數，以及協調不同回收機制協同工作，保障內存中低負載下的供給性能。

4、查殺策略模塊：作為回收的邏輯末端，根據回收優先級列表，保障內存重負載下的內存供給。

5、Kernel接口管控模塊：負責將回收參數、查殺等管控命令下發到Kernel。

6、內存特性配置：讀取回收策略模塊、查殺策略模塊等需要的配置文件。

7、磁盤壽命管控（規劃中）：控制磁盤寫入量，以保障磁盤壽命。

OpenHarmony全局資源調度管控子系統之內存管理部件

進程回收優先級列表

進程回收優先級列表，提供了進程間回收和查殺的先后順序列表。本部件定義的進程回收優先級及其對應的描述如下表所示：

優先級	描述
-1000	系統進程，屬于該優先級的進程不會被查殺策略查殺，支持白名單配置
-800	常駐進程，屬于該優先級的進程可以被查殺，但優先級較低，且被殺后可以再被拉起，支持白名單配置
0	前臺應用。
100	正在進行后臺短時任務的應用; 或者有被進程關聯的extension進程
200	后臺可感知應用，如正在執行導航、播放音樂等長時任務的應用
260	連接著分布式設備的后臺應用
400	普通后臺應用及無被任何進程關聯的extension進程

補充

extension進程的優先級根據其關聯進程組進行更新，其值在關聯進程組最小優先級基礎上增加100

回收策略/查殺策略

查殺作為回收的邏輯末端，與回收策略一脈相承，因此兩者使用相同的進程回收優先級列表，同時也要協同管控，協調兩者觸發時機，共同保障不同內存負載下的內存供給功能和性能。

回收策略：回收策略是垂直內存管理的重中之重。回收策略管控了多種不同的內存回收機制，需要協調好不同機制，例如Purgeable/Speculative內存（規劃中）的回收要先于其他內存，再例如回收觸發時機要先于低內存查殺。

在內存低負載時，可以將熱點文件cache在內存中以提升性能（規劃中）。

內存中負載時，配置kswapd/zswapd等回收進程的內存水線（閾值）以及相應的回收參數，指導kswapd/zswapd工作。

對于如下單點關鍵事件，例如大內存需求的相機場景，可以通過“場景處理”模塊單點配置，根據業務需求預回收（規劃中）；再例如查殺場景，要停止kswapd/zswapd的基本動作，避免無效回收。
查殺策略：查殺主要負責內存重負載場景。由內存壓力事件（ Pressure Stall Information ）觸發，根據查殺內存水線，從進程回收優先級列表中選擇低優先級進程進行清理。

默認的查殺內存水線與可殺進程回收優先級對應關系如下表所示。未來，系統開發者和產品開發者可以根據內存RAM（Random Access Memory）規格、屏幕尺寸等需求通過修改xml配置修改該對應關系（xml配置暫不支持，規劃中）。

查殺內存水線進程回收優先級
500 MB 400
400 MB 300
300 MB 200
200 MB 100
100 MB 0

查殺內存水線	進程回收優先級
500 MB	400
400 MB	300
300 MB	200
200 MB	100
100 MB	0

使用說明

系統開發者可以通過配置productdefine/common/products下的產品定義json文件，增加或移除本部件，來啟用或停用本部件。

"resourceschedule:memmgr":{}

參數配置說明

產品可通過memmgr_config.xml來配置本模塊相關參數，路徑為/etc/memmgr/memmgr_config.xml

xml樣例:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<Memmgr><reclaimConfig><availbufferSize><availBuffer>800</availBuffer><minAvailBuffer>750</minAvailBuffer><highAvailBuffer>850</highAvailBuffer><swapReserve>200</swapReserve></availbufferiSize><ZswapdParam id="1"><minScore>0</minScore><maxScore>500</maxScore><mem2zramRatio>60</mem2zramRatio><zran2ufsRation>10</zran2ufsRation><refaultThreshold>50</refaultThreshold></ZswapdParam><ZswapdParam id="2"><minScore>501</minScore><maxScore>1000</maxScore><mem2zramRatio>70</mem2zramRatio><zran2ufsRation>20</zran2ufsRation><refaultThreshold>60</refaultThreshold></ZswapdParam></reclaimConfig><killConfig><killLevel id="1"><memoryMB>500</memoryMB><minPriority>400</minPriority></killLevel><killLevel id="2"><memoryMB>400</memoryMB><minPriority>300</minPriority></killLevel></killConfig><nandlife><dailySwapOutQuotaMB>50</dailySwapOutQuotaMB><totalSwapOutQuotaMB>199</totalSwapOutQuotaMB></nandlife>
</Memmgr>

功能參考: 詳見Enhanced SWAP特性介紹

availbufferSize

節點名	功能說明	默認值
availBuffer	期望的內存正常狀態buffer值	800
minAvailBuffer	檢測到當前的buffer低于min_avail_buffers時則會喚醒zswapd進行匿名頁回收	750
highAvailBuffer	期望的回收量為high_avail_buffers與當前系統buffer值的差值	850
swapReserve	交換分區空閑容量的閾值	200

限制:

0 <= minAvailBuffer <= availBuffer <= highAvailBuffer <= memTotal
0 <=swapReserve <=memTotal

ZswapdParam

節點名	功能說明	默認值
minScore	期望的內存正常狀態buffer值	0
maxScore	檢測到當前的buffer低于min_avail_buffers時則會喚醒zswapd進行匿名頁回收	1000
mem2zramRatio	內存壓縮到ZRAM的比率	60
zran2ufsRation	ZRAM換出到ESwap的比率	10
refaultThreshold	refault的閾值	50