Демон убийцы нехватки памяти

Демон-демон Android low memory killer ( lmkd ) отслеживает состояние памяти работающей системы Android и реагирует на нехватку памяти, убивая наименее важные процессы, чтобы поддерживать производительность системы на приемлемом уровне.

О нехватке памяти

Система Android, выполняющая несколько процессов параллельно, может столкнуться с ситуациями, когда системная память исчерпана, а процессы, которым требуется больше памяти, испытывают заметные задержки. Нехватка памяти , состояние, при котором в системе не хватает памяти, требует от Android освобождения памяти (для уменьшения нагрузки) путем регулирования или уничтожения неважных процессов, запроса процессов на освобождение некритических кэшированных ресурсов и т. д.

Исторически сложилось так, что Android отслеживал нехватку системной памяти с помощью встроенного в ядро ​​драйвера low memory killer (LMK) — жесткого механизма, зависящего от жестко закодированных значений. Начиная с ядра 4.12, драйвер LMK удален из основного ядра, а пользовательское пространство lmkd выполняет задачи мониторинга памяти и уничтожения процессов.

Информация о срыве давления

Android 10 и более поздние версии поддерживают новый режим lmkd , который использует мониторы информации о остановке ядра (PSI) для обнаружения нехватки памяти. Набор исправлений PSI в исходном ядре (перенесенном в ядра 4.9 и 4.14) измеряет время, на которое задачи задерживаются из-за нехватки памяти. Поскольку эти задержки напрямую влияют на взаимодействие с пользователем, они представляют собой удобную метрику для определения степени нехватки памяти. Вышестоящее ядро ​​также включает в себя мониторы PSI, которые позволяют привилегированным процессам пользовательского пространства (например, lmkd ) указывать пороговые значения для этих задержек и подписываться на события ядра при нарушении порогового значения.

Мониторы PSI в сравнении с сигналами vmpressure

Поскольку сигналы vmpressure (сгенерированные ядром для обнаружения нехватки памяти и используемые lmkd ) часто содержат множество ложных срабатываний, lmkd должен выполнять фильтрацию, чтобы определить, действительно ли память испытывает нехватку. Это приводит к ненужным lmkd и использованию дополнительных вычислительных ресурсов. Использование мониторов PSI приводит к более точному обнаружению нехватки памяти и минимизирует накладные расходы на фильтрацию.

Использование мониторов PSI

Чтобы использовать мониторы PSI вместо событий vmpressure , настройте свойство ro.lmk.use_psi . По умолчанию установлено значение true , что делает мониторинг PSI механизмом обнаружения нехватки памяти по умолчанию для lmkd . Поскольку для мониторов PSI требуется поддержка ядра, ядро ​​должно включать исправления для резервного порта PSI и быть скомпилировано с включенной поддержкой PSI ( CONFIG_PSI=y ).

Недостатки встроенного в ядро ​​драйвера LMK

Android устарел от драйвера LMK из-за ряда проблем, в том числе:

• Устройства с малым объемом оперативной памяти нужно было настраивать агрессивно, и даже в этом случае они плохо работали с рабочими нагрузками с большим активным кэшем страниц с файловой поддержкой. Плохая производительность привела к избиению и отсутствию убийств.
• Драйвер ядра LMK полагался на ограничения свободной памяти без масштабирования в зависимости от нехватки памяти.
• Из-за жесткости конструкции партнеры часто дорабатывали драйвер так, чтобы он работал на их устройствах.
• Драйвер LMK подключился к API-интерфейсу сжатия slab, который не был предназначен для тяжелых операций, таких как поиск целей и их уничтожение, что замедляло процесс vmscan .

Пользовательское пространство

Пользовательское пространство lmkd реализует ту же функциональность, что и встроенный в ядро ​​драйвер, но использует существующие механизмы ядра для обнаружения и оценки нехватки памяти. Такие механизмы включают использование сгенерированных ядром событий vmpressure или мониторов информации о остановке давления (PSI) для получения уведомлений об уровнях нехватки памяти, а также использование функций контрольной группы памяти для ограничения ресурсов памяти, выделяемых каждому процессу, в зависимости от важности процесса.

Использование пользовательского пространства lmkd в Android 10

В Android 9 и более поздних версиях пользовательское пространство lmkd активируется, если драйвер LMK в ядре не обнаружен. Поскольку пользовательское пространство lmkd требует поддержки ядром контрольных групп памяти, ядро ​​должно быть скомпилировано со следующими параметрами конфигурации:

CONFIG_ANDROID_LOW_MEMORY_KILLER=n
CONFIG_MEMCG=y
CONFIG_MEMCG_SWAP=y

Стратегии убийства

lmkd поддерживает стратегии удаления, основанные на событиях vmpressure или мониторах PSI, их важности и других подсказках, таких как использование подкачки. Стратегии уничтожения различаются между устройствами с низким объемом памяти и высокопроизводительными:

• На устройствах с малым объемом памяти система должна выдерживать более высокое давление памяти в нормальном режиме работы.
• На высокопроизводительных устройствах нехватку памяти следует рассматривать как ненормальную ситуацию и устранять ее до того, как она повлияет на общую производительность.

Вы можете настроить стратегию уничтожения, используя свойство ro.config.low_ram . Подробнее см. в разделе Конфигурация с низким объемом оперативной памяти .

lmkd также поддерживает устаревший режим, в котором он принимает решения об уничтожении, используя те же стратегии, что и драйвер LMK в ядре (то есть пороговые значения свободной памяти и файлового кэша). Чтобы включить устаревший режим, установите для свойства ro.lmk.use_minfree_levels значение true .

Настройка lmkd

Настройте lmkd для конкретного устройства, используя следующие свойства.

Пример конфигурации устройства:

PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES += \
    ro.lmk.low=1001 \
    ro.lmk.medium=800 \
    ro.lmk.critical=0 \
    ro.lmk.critical_upgrade=false \
    ro.lmk.upgrade_pressure=100 \
    ro.lmk.downgrade_pressure=100 \
    ro.lmk.kill_heaviest_task=true

Пользовательское пространство lmkd в Android 11

Android 11 улучшает lmkd , вводя новую стратегию убийства. Стратегия убийства использует механизм PSI для обнаружения нехватки памяти, представленный в Android 10. lmkd в Android 11 учитывает уровни использования ресурсов памяти и перегрузку, чтобы предотвратить нехватку памяти и снижение производительности. Эта стратегия уничтожения заменяет предыдущие стратегии и может использоваться как на высокопроизводительных устройствах, так и на устройствах с малым объемом оперативной памяти (Android Go).

Требования к ядру

Для устройств Android 11 для lmkd требуются следующие функции ядра:

• Включите исправления PSI и включите PSI (бэкпорты доступны в основных ядрах Android 4.9, 4.14 и 4.19).
• Включите исправления поддержки PIDFD (бэкпорты доступны в распространенных ядрах Android 4.9, 4.14 и 4.19).
• Для устройств с малым объемом оперативной памяти включите контрольные группы памяти.

Ядро должно быть скомпилировано со следующими параметрами конфигурации:

CONFIG_PSI=y

Настройка lmkd в Android 11

Стратегия уничтожения памяти в Android 11 поддерживает ручки настройки и значения по умолчанию, перечисленные ниже. Эти функции работают как на высокопроизводительных устройствах, так и на устройствах с малым объемом оперативной памяти.

Следующие старые ручки настройки также работают с новой стратегией убийства.