memory-reclaim

理解内核内存回收：水位、kswapd、直接回收与 OOM

补充说明

内存回收发生在空闲页低于水位时：kswapd 在后台回收，分配路径在压力大时进入直接回收（direct reclaim），仍不能满足就触发 OOM killer。回收对象主要是文件页、匿名页（需要 swap）和可回收 slab；page cache 与 tmpfs 的记账方式不同。

• 水位：/proc/zoneinfo 的 min/low/high；vm.min_free_kbytes、vm.watermark_scale_factor 影响水位。
• 计数：/proc/vmstat 的 pgscan_kswapd*、pgscan_direct*、pgsteal*、allocstall*、oom_kill。
• 压力：/proc/pressure/memory（PSI，4.20+）的 some/full avg10 比 free 更能反映卡顿。
• cgroup：v2 的 memory.current/max/high/stat/events；较新内核支持 memory.reclaim 主动回收。
• 权限：读 /proc 统计一般不需要 root；改 sysctl、写 memory.reclaim、触发 SysRq 需要 root。

常用示例

# 查看内存压力（some 表示至少一个任务被拖慢；文件不存在说明内核未启用 CONFIG_PSI）
cat /proc/pressure/memory

# 查看直接回收与 kswapd 扫描量：direct 持续增长说明分配路径在受苦
grep -E 'pgscan_(direct|kswapd)|pgsteal|allocstall|oom_kill' /proc/vmstat

# 查看各 zone 的水位和空闲页
grep -E 'Node [0-9]+, zone|pages free|^ +min |^ +low |^ +high ' /proc/zoneinfo

# 查看可回收 slab 占用
sudo slabtop -o -s c | head -20

# 查看 cgroup 的内存压力、回收和 OOM 计数（v2）
cat /sys/fs/cgroup/<path>/memory.pressure
grep -E 'pgscan|pgsteal|workingset' /sys/fs/cgroup/<path>/memory.stat
cat /sys/fs/cgroup/<path>/memory.events

# 主动回收 1G（cgroup v2，5.19+；先确认内核支持该文件）
echo 1G | sudo tee /sys/fs/cgroup/<path>/memory.reclaim

# 强制输出一次内存信息到 dmesg（需 sysrq 开启）
echo m | sudo tee /proc/sysrq-trigger

echo m > /proc/sysrq-trigger 只是 dump 内存状态，不是触发回收，也不会杀进程；线上操作前确认 kernel.sysrq 设置。

易错点与排错

• free 低不等于泄漏：page cache 和可回收 slab 会优先被回收，判断依据是 MemAvailable、直接回收和 PSI。
• allocstall/pgscan_direct 持续增长说明分配路径进入直接回收，表现为延迟抖动和 sy 升高，而不是单纯的“内存不够”。
• OOM killer 是在回收失败后才触发；容器退出码 137 可能是 cgroup OOM，也可能是被上层杀死，需查 memory.events 和 dmesg。
• vm.swappiness 不是“是否使用 swap”的开关；它还影响文件页与匿名页的回收比例，且 cgroup v2 下行为受 memory.swap.max 影响。
• 盲目调大 vm.min_free_kbytes 会减少可用内存并加重回收；调得过小则更容易触发直接回收和碎片化问题。
• tmpfs/shmem 占用的内存不能靠丢弃 page cache 回收，容器里写 tmpfs 会直接消耗 cgroup 内存额度。
• memory.high 触发的是节流回收，可能造成明显延迟但不一定 OOM；memory.max 才更接近硬上限。
• MGLRU（6.1+，若内核启用）会改变 LRU 与回收行为，老资料里的 pgscan 经验值不能直接套用。

读完自测

1. free 显示内存很少，为什么系统可能仍然健康？
2. pgscan_direct 持续增长意味着什么？
3. memory.high 和 memory.max 在回收行为上有什么区别？

相关条目

• vmstat
• free
• slabtop
• swapon
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