HugePages概述--翻译自19C文档
2019-05-09 06:57 那个，我 阅读(1997) 评论(0) 编辑 收藏 举报A.7 HugePages概述
HugePages是集成到Linux内核2.6中的一项特性。启用HugePages使操作系统可以支持的内存页大于默认值（通常为4 KB）。使用非常大的页面大小可以通过减少访问page table entries所需的系统资源量来提高系统性能。HugePages对32位和64位配置都很有用。HugePage大小从2 MB到256 MB不等，具体取决于内核版本和硬件架构。对于Oracle数据库，使用HugePages可以减少page states的操作系统维护，并提高转换后备缓冲区（Translation Lookaside Buffer ,TLB）命中率。
注意：
透明Hugepages目前不是手动配置HugePages的替代方案。
本节包括以下主题：
A.7.1查看HugePages内存分配
如果您的操作系统启用了HugePages，请查看此信息。
在Linux平台安装中，Oracle建议您使用HugePages获取Oracle数据库的最佳性能。在启用了HugePages的服务器上升级Oracle Grid Infrastructure和Oracle数据库时，Oracle建议您查看HugePages内存分配要求。
GIMR和HugePages内存
Oracle Grid Infrastructure安装包括Grid Infrastructure Management Repository（GIMR）。如果在群集成员节点上配置了HugePages，GIMR系统全局区域（SGA）将安装到HugePages内存中。GIMR SGA最高占用1 GB的HugePages内存。
如果群集成员节点操作系统内存分配到HugePages不足以满足群集上所有Oracle数据库实例的SGA大小，那么您可能会发现一个或多个Oracle数据库SGA映射到常规页面，而不是的巨大页面，降低了预期的性能。为避免此问题，在计划升级时，请确保为HugePages保留的内存足够大，以满足您的内存要求。
为集群上计划运行SGA的所有数据库分配足够大的内存到HugePages，也要考虑到Grid Infrastructure Management Repository的SGA。
笔记：也就是说每个节点可能运行多个共享内存段，比如有GI的SGA，有多个数据库实例，那么HugePages 应该大于他们内存的总和
A.7.2在Linux上使用HugePages
要使Oracle数据库在Linux上使用大页面（有时称为HugePages），请设置vm.nr_hugepages内核参数的值以指定要保留的大页面数。您必须指定足够的大页面来保存数据库实例的整个SGA。要确定所需的参数值，请将实例的SGA大小除以大页面的大小，然后将结果向上舍入为最接近的整数。
要确定默认的大页面大小，请运行以下命令：
# grep Hugepagesize /proc/meminfo例如，如果/proc/meminfo 显示大页面大小2 MB，并且实例的总SGA大小为1.6 GB，则将vm.nr_hugepages内核参数的值设置为820（1.6 GB / 2 MB = 819.2）。
A.7.3使用HugePages调整SGA
如果没有HugePages，操作系统会将每个4 KB的内存保留为一个page。当它将pages分配给数据库系统全局区域（SGA）时，操作系统内核必须为分配给该数据库SGA的每个4 KB页面不断更新其page table 上的生命周期（脏，空，映射到进程等）。
使用HugePages，操作系统页表（虚拟内存到物理内存映射）较小，因为每个页表条目指向2 MB到256 MB的页面。
此外，内核中生命周期必须受到监视的pages较少。例如，如果将HugePages与64位硬件一起使用，并且要映射256 MB内存，则可能需要一个page table entry（PTE）。如果您不使用HugePages，并且想要映射256 MB内存，则必须具有256 MB * 1024 KB / 4 KB = 65536个PTE。
HugePages具有以下优势：
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通过增加TLB命中率提高性能
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页面被锁定在内存中，永远不会被换出，这为共享内存结构（如SGA）提供了RAM
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连续页面是预分配的，不能用于除System V共享内存之外的任何其他内容（例如，SGA）
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由于页面大小较大，内核对于该部分虚拟内存的簿记工作较少 笔记：SGA是虚拟内存，RAM 是物理内存，它们之间有一个映射关系，使用HugePage,需要维护的映射关系减少。
A.7.4在Linux上配置HugePages
完成以下步骤以在计算机上配置HugePages：
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运行以下命令以确定内核是否支持HugePages：
$ grep Huge / proc / meminfo
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某些Linux系统默认不支持HugePages。对于此类系统，请使用CONFIG_HUGETLBFS和CONFIG_HUGETLB_PAGE 配置选项构建Linux内核。CONFIG_HUGETLBFS位于文件系统下，在您选择CONFIG_HUGETLBFS时，CONFIG_HUGETLB_PAGE会被一并选中。
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编辑文件中的memlock设置/etc/security/limits.conf。该memlock设置以KB为单位指定，当启用HugePages内存时，最大锁定内存限制应设置为当前RAM的至少90％，并且当禁用HugePages内存时，应设置至少3145728 KB（3 GB）。例如，如果安装了64 GB RAM，则添加以下条目以增加最大锁定内存地址空间：
* soft memlock 60397977 * hard memlock 60397977
您还可以将memlock值设置为高于SGA要求.
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已oracle用户重新登陆，运行ulimit -l 命令验证新memlock设置.
$ ulimit -l 60397977
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运行以下命令以显示
Hugepagesize变量的值：$ grep Hugepagesize / proc / meminfo
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完成以下过程以创建一个脚本，该脚本计算当前共享内存段的
hugepages配置建议值：-
创建一个名为hugepages_settings.sh 的文本文件。
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在文件中添加以下内容：
#!/bin/bash # # hugepages_settings.sh # # Linux bash script to compute values for the # recommended HugePages/HugeTLB configuration # # Note: This script does calculation for all shared memory # segments available when the script is run, no matter it # is an Oracle RDBMS shared memory segment or not. # Check for the kernel version KERN=`uname -r | awk -F. '{ printf("%d.%d\n",$1,$2); }'` # Find out the HugePage size HPG_SZ=`grep Hugepagesize /proc/meminfo | awk {'print $2'}` # Start from 1 pages to be on the safe side and guarantee 1 free HugePage NUM_PG=1 # Cumulative number of pages required to handle the running shared memory segments for SEG_BYTES in `ipcs -m | awk {'print $5'} | grep "[0-9][0-9]*"` do MIN_PG=`echo "$SEG_BYTES/($HPG_SZ*1024)" | bc -q` if [ $MIN_PG -gt 0 ]; then NUM_PG=`echo "$NUM_PG+$MIN_PG+1" | bc -q` fi done # Finish with results case $KERN in '2.4') HUGETLB_POOL=`echo "$NUM_PG*$HPG_SZ/1024" | bc -q`; echo "Recommended setting: vm.hugetlb_pool = $HUGETLB_POOL" ;; '2.6'|'3.8') echo "Recommended setting: vm.nr_hugepages = $NUM_PG" ;; *) echo "Unrecognized kernel version $KERN. Exiting." ;; esac # End
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运行hugepages_settings.sh 计算
hugepages参数值.$ chmod + x hugepages_settings.sh $ ./hugepages_settings.sh注意：
在运行此脚本之前，请确保所有使用hugepages的应用程序都在运行。
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设置以下内核参数，其中value是您在步骤7中确定的HugePages值：
#sysctl -w vm.nr_hugepages = value -
要确保在系统重新启动后自动分配HugePages，请将以下条目添加到
/etc/sysctl.conf文件中，其中value是您在步骤7中确定的HugePages值：vm.nr_hugepages = value -
运行以下命令以检查可用hugepages：
$ grep Huge /proc/meminfo
- 重启实例。
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运行以下命令检查可用
hugepages（1或2 pages 空闲）：$ grep Huge /proc/meminfo
注意：
如果您无法通过
nr_hugepages设置HugePages，则您的可用内存可能是碎片化的。重新启动服务器以使Hugepages分配生效
A.7.5 HugePages配置的限制
HugePages具有以下限制：
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您必须取消设置
MEMORY_TARGET和MEMORY_MAX_TARGET初始化参数。例如，要取消设置数据库实例的参数，请使用命令ALTER SYSTEM RESET。 -
自动内存管理（AMM）和HugePages不兼容。使用AMM时，整个SGA内存通过在/dev/shm下创建文件来分配。当Oracle数据库使用AMM分配SGA时，HugePages不支持。要在Oracle Database 19c上使用HugePages，您必须禁用AMM。
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如果在32位环境中使用VLM（Very Large Memory），则不能将HugePages用于Database Buffer cache。可以用于SGA的其他部分，如shared_pool, large_pool等。VLM（buffer cache）的内存分配使用共享内存文件系统（
ramfs/tmpfs/shmfs）完成。内存文件系统不提供或使用HugePages。 -
除非系统管理员通过修改可用页数或修改池大小来更改HugePages配置，否则HugePages不会在系统启动后进行分配或释放。如果在系统启动期间未在内存中预留所需的空间，则HugePages分配失败。
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确保正确配置HugePages，因为如果过多的HugePages未被应用程序使用，系统可能会耗尽内存。笔记：vm.nr_hugepages不能配置过大
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如果实例启动时HugePages不足，且初始化参数use_large_pages设置为的
only，则数据库无法启动，并且警报日志消息提供有关Hugepages的必要信息。
A.7.6 禁用透明HugePages
Oracle建议您在开始安装之前禁用Transparent HugePages。
透明HugePages内存与标准HugePages内存不同，因为内核khugepaged线程在运行时动态分配内存。标准HugePages内存在启动时预先分配，并且在运行时不会更改。
注意：
虽然在UEK2和更高版本的UEK内核上禁用了透明HugePages，但您的Linux系统上可能默认启用了Transparent HugePages。
Red Hat Enterprise Linux 6，Red Hat Enterprise Linux 7，SUSE 11，Oracle Linux 6和Oracle Linux 7 早期版本的Oracle Linux具有Unbreakable Enterprise Kernel 2（UEK2）内核默认启用了透明HugePages内存。
透明HugePages可能会在运行时导致内存分配延迟。为避免性能问题，Oracle建议您在所有Oracle数据库服务器上禁用透明HugePages。Oracle建议您使用标准HugePages来提高性能。
要检查是否已启用Transparent HugePages，请以root用户身份运行以下命令之一：
红帽企业Linux内核：
# cat /sys/kernel/mm/redhat_transparent_hugepage/enabled其他内核：
# cat /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled以下是一个示例输出，显示正在使用透明HugePages，因为[always]标志已启用。
[always] never 注意：
如果从内核中删除了Transparent HugePages ，则既不存在/sys/kernel/mm/transparent_hugepage 也不存在/sys/kernel/mm/redhat_transparent_hugepage。
要禁用透明HugePages：
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对于Oracle Linux 6或更早版本，请将以下条目添加到
/etc/grub.conf文件中的内核引导行：transparent_hugepage=never例如：title Oracle Linux Server (2.6.32-300.25.1.el6uek.x86_64) root (hd0,0) kernel /vmlinuz-2.6.32-300.25.1.el6uek.x86_64 ro root=LABEL=/ transparent_hugepage=never initrd /initramfs-2.6.32-300.25.1.el6uek.x86_64.img
对于Oracle Linux 7或更高版本的操作系统，文件名可能有所不同。检查操作系统文档以获取确切的文件名和禁用透明HugePages的步骤。
例如，对于Oracle Linux 7.3，禁用透明HugePages的过程涉及编辑
/etc/default/grub文件然后运行命令grub2-mkconfig。 -
重新启动系统以使更改成为永久更改。
步骤简化整理
* soft memlock 60397977 * hard memlock 60397977
#!/bin/bash # # hugepages_settings.sh # # Linux bash script to compute values for the # recommended HugePages/HugeTLB configuration # # Note: This script does calculation for all shared memory # segments available when the script is run, no matter it # is an Oracle RDBMS shared memory segment or not. # Check for the kernel version KERN=`uname -r | awk -F. '{ printf("%d.%d\n",$1,$2); }'` # Find out the HugePage size HPG_SZ=`grep Hugepagesize /proc/meminfo | awk {'print $2'}` # Start from 1 pages to be on the safe side and guarantee 1 free HugePage NUM_PG=1 # Cumulative number of pages required to handle the running shared memory segments for SEG_BYTES in `ipcs -m | awk {'print $5'} | grep "[0-9][0-9]*"` do MIN_PG=`echo "$SEG_BYTES/($HPG_SZ*1024)" | bc -q` if [ $MIN_PG -gt 0 ]; then NUM_PG=`echo "$NUM_PG+$MIN_PG+1" | bc -q` fi done # Finish with results case $KERN in '2.4') HUGETLB_POOL=`echo "$NUM_PG*$HPG_SZ/1024" | bc -q`; echo "Recommended setting: vm.hugetlb_pool = $HUGETLB_POOL" ;; '2.6'|'3.8') echo "Recommended setting: vm.nr_hugepages = $NUM_PG" ;; *) echo "Unrecognized kernel version $KERN. Exiting." ;; esac # End
chmod +x hugepages_settings.sh
vm.nr_hugepages = value #来自上一步计算结果
5.禁用透明HugePages
