转自：http://linuxperf.com/?p=102

正文

Memory Overcommit的意思是操作系统承诺给进程的内存大小超过了实际可用的内存。一个保守的操作系统不会允许memory overcommit，有多少就分配多少，再申请就没有了，这其实有些浪费内存，因为进程实际使用到的内存往往比申请的内存要少，比如某个进程malloc()了200MB内存，但实际上只用到了100MB，按照UNIX/Linux的算法，物理内存页的分配发生在使用的瞬间，而不是在申请的瞬间，也就是说未用到的100MB内存根本就没有分配，这100MB内存就闲置了。下面这个概念很重要，是理解memory overcommit的关键：commit(或overcommit)针对的是内存申请，内存申请不等于内存分配，内存只在实际用到的时候才分配。

Linux是允许memory overcommit的，只要你来申请内存我就给你，寄希望于进程实际上用不到那么多内存，但万一用到那么多了呢？那就会发生类似“银行挤兑”的危机，现金(内存)不足了。Linux设计了一个OOM killer机制(OOM = out-of-memory)来处理这种危机：挑选一个进程出来杀死，以腾出部分内存，如果还不够就继续杀…也可通过设置内核参数 vm.paniconoom 使得发生OOM时自动重启系统。这都是有风险的机制，重启有可能造成业务中断，杀死进程也有可能导致业务中断，我自己的这个小网站就碰到过这种问题，参见前文。所以Linux 2.6之后允许通过内核参数 vm.overcommit_memory 禁止memory overcommit。

内核参数 vm.overcommit_memory 接受三种取值：

关于禁止overcommit (vm.overcommit_memory=2) ，需要知道的是，怎样才算是overcommit呢？kernel设有一个阈值，申请的内存总数超过这个阈值就算overcommit，在/proc/meminfo中可以看到这个阈值的大小： 

# grep -i commit /proc/meminfo
CommitLimit:     5967744 kB
Committed_AS:    5363236 kB

CommitLimit 就是overcommit的阈值，申请的内存总数超过CommitLimit的话就算是overcommit。

这个阈值是如何计算出来的呢？它既不是物理内存的大小，也不是free memory的大小，它是通过内核参数vm.overcommitratio或vm.overcommitkbytes间接设置的，公式如下： $$ CommitLimit = (Physical RAM * vm.overcommit\_ratio / 100) + Swap $$ 注：

vm.overcommitratio 是内核参数，缺省值是50，表示物理内存的50%。如果你不想使用比率，也可以直接指定内存的字节数大小，通过另一个内核参数 vm.overcommitkbytes 即可；

如果使用了huge pages，那么需要从物理内存中减去，公式变成： $$ CommitLimit = ([total RAM] – [total huge TLB RAM]) * vm.overcommit\_ratio / 100 + swap $$ 参见：https://access.redhat.com/solutions/665023

/proc/meminfo中的 CommittedAS 表示所有进程已经申请的内存总大小，（注意是已经申请的，不是已经分配的），如果 CommittedAS 超过 CommitLimit 就表示发生了 overcommit，超出越多表示 overcommit 越严重。Committed_AS 的含义换一种说法就是，如果要绝对保证不发生OOM (out of memory) 需要多少物理内存。

“sar -r”是查看内存使用状况的常用工具，它的输出结果中有两个与overcommit有关，kbcommit 和 %commit：

kbcommit对应/proc/meminfo中的 Committed_AS；

%commit的计算公式并没有采用 CommitLimit作分母，而是 $$ Committed\_AS/(MemTotal+SwapTotal) $$ 意思是内存申请占物理内存与交换区之和的百分比。 

$ sar -r 
 
05:00:01 PM kbmemfree kbmemused  %memused kbbuffers  kbcached  kbcommit   %commit  kbactive   kbinact   kbdirty
05:10:01 PM    160576   3648460     95.78         0   1846212   4939368     62.74   1390292   1854880         4

附：对Heuristic overcommit算法的解释：

内核参数 vm.overcommit_memory 的值0，1，2对应的源代码如下，其中heuristic overcommit对应的是OVERCOMMIT_GUESS：

源文件：source/include/linux/mman.h 

#define OVERCOMMIT_GUESS                0
#define OVERCOMMIT_ALWAYS               1
#define OVERCOMMIT_NEVER                2

Heuristic overcommit算法在以下函数中实现，基本上可以这么理解：

单次申请的内存大小不能超过 【free memory + free swap + pagecache的大小 + SLAB中可回收的部分】，否则本次申请就会失败。

源文件：source/mm/mmap.c 以RHEL内核2.6.32-642为例：

snippet.c
/*
 * Check that a process has enough memory to allocate a new virtual
 * mapping. 0 means there is enough memory for the allocation to
 * succeed and -ENOMEM implies there is not.
 *
 * We currently support three overcommit policies, which are set via the
 * vm.overcommit_memory sysctl.  See Documentation/vm/overcommit-accounting
 *
 * Strict overcommit modes added 2002 Feb 26 by Alan Cox.
 * Additional code 2002 Jul 20 by Robert Love.
 *
 * cap_sys_admin is 1 if the process has admin privileges, 0 otherwise.
 *
 * Note this is a helper function intended to be used by LSMs which
 * wish to use this logic.
 */
int __vm_enough_memory(struct mm_struct *mm, long pages, int cap_sys_admin)
{
        unsigned long free, allowed;
 
        vm_acct_memory(pages);
 
        /*
         * Sometimes we want to use more memory than we have
         */
        if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_ALWAYS)
                return 0;
 
        if (sysctl_overcommit_memory == OVERCOMMIT_GUESS) { //Heuristic overcommit算法开始
                unsigned long n;
 
                free = global_page_state(NR_FILE_PAGES); //pagecache汇总的页面数量
                free += get_nr_swap_pages(); //free swap的页面数
 
                /*
                 * Any slabs which are created with the
                 * SLAB_RECLAIM_ACCOUNT flag claim to have contents
                 * which are reclaimable, under pressure.  The dentry
                 * cache and most inode caches should fall into this
                 */
                free += global_page_state(NR_SLAB_RECLAIMABLE); //SLAB可回收的页面数
 
                /*
                 * Reserve some for root
                 */
                if (!cap_sys_admin)
                        free -= sysctl_admin_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10); //给root用户保留的页面数
 
                if (free > pages)
                        return 0;
 
                /*
                 * nr_free_pages() is very expensive on large systems,
                 * only call if we're about to fail.
                 */
                n = nr_free_pages(); //当前free memory页面数
 
                /*
                 * Leave reserved pages. The pages are not for anonymous pages.
                 */
                if (n <= totalreserve_pages)
                        goto error;
                else
                        n -= totalreserve_pages;
 
                /*
                 * Leave the last 3% for root
                 */
                if (!cap_sys_admin)
                        n -= n / 32;
                free += n;
 
                if (free > pages)
                        return 0;
 
                goto error;
        }
 
        allowed = vm_commit_limit();
        /*
         * Reserve some for root
         */
        if (!cap_sys_admin)
                allowed -= sysctl_admin_reserve_kbytes >> (PAGE_SHIFT - 10);
 
        /* Don't let a single process grow too big:
           leave 3% of the size of this process for other processes */
        if (mm)
                allowed -= mm->total_vm / 32;
 
        if (percpu_counter_read_positive(&vm_committed_as) < allowed)
                return 0;
error:
        vm_unacct_memory(pages);
 
        return -ENOMEM;
}

参考