Demon Low Memory Killer

Zadbaj o dobrą organizację dzięki kolekcji Zapisuj i kategoryzuj treści zgodnie ze swoimi preferencjami.

Demon LMK (lmkd) w Androidzie monitoruje stan pamięci uruchomionego systemu Androida i reaguje na wysokie obciążenie pamięci, zamykając procesy najmniej istotne dla utrzymania akceptowalnego poziomu wydajności systemu.

Informacje o obciążeniu pamięci

System Android, który równolegle wykonuje wiele procesów, może napotkać sytuacje, gdy wyczerpuje się pamięć systemowa, a procesy wymagające więcej pamięci mogą odczuwać zauważalne opóźnienia. Napięcie pamięci to stan, w którym systemowi brakuje pamięci. Aby zmniejszyć to napięcie, Android musi zwolnić pamięć, ograniczając lub zamykając nieistotne procesy, prosząc procesy o zwolnienie nieistotnych zasobów z pamięci podręcznej itd.

Wcześniej Android monitorował obciążenie pamięci systemowej za pomocą sterownika LMK (low memory killer) w jądrze, czyli sztywnego mechanizmu opartego na zakodowanych wartościach. Od jądra 4.12 sterownik LMK został usunięty z upstreamowego jądra, a zadania monitorowania pamięci i zabijania procesów wykonuje przestrzeń użytkownika lmkd.

Informacje o zatrzymaniu spowodowanym przez spadek ciśnienia

Android 10 i nowsze wersje obsługują nowy tryb lmkd, który wykorzystuje monitory PSI (pressure stall information) jądra do wykrywania nacisku pamięci. Zestaw poprawek PSI w rdzeniach upstream (przeniesionych do wersji 4.9 i 4.14) mierzy czas opóźnienia zadań spowodowany brakiem pamięci. Ponieważ te opóźnienia mają bezpośredni wpływ na wrażenia użytkownika, stanowią wygodny wskaźnik do określania stopnia obciążenia pamięci. Kernel upstream zawiera też monitory PSI, które umożliwiają uprzywilejowanym procesom w przestrzeni użytkownika (takim jak lmkd) określanie wartości progowych opóźnień i subskrybowanie zdarzeń z jądra w przypadku przekroczenia wartości progowych.

Różnica między monitorowaniem PSI a vmpressure

Ponieważ sygnały vmpressure (generowane przez jądro do wykrywania ciśnienia w pamięci i używane przez lmkd) często zawierają wiele fałszywych wyników pozytywnych, lmkd musi przeprowadzić filtrowanie, aby określić, czy pamięć jest pod prawdziwym ciśnieniem. Powoduje to niepotrzebne lmkd wybudzanie i używanie dodatkowych zasobów obliczeniowych. Korzystanie z monitorowania PSI skutkuje dokładniejszym wykrywaniem ciśnienia pamięci i minimalizuje narzut filtrowania.

Korzystanie z monitorów PSI

Aby zamiast zdarzeń vmpressure używać monitorów PSI, skonfiguruj właściwość ro.lmk.use_psi. Wartość domyślna to true, co powoduje, że PSI monitoruje domyślny mechanizm wykrywania nacisku pamięci dla lmkd. Monitory PSI wymagają obsługi przez jądro, dlatego jądro musi zawierać poprawki PSI i być skompilowane z włączoną obsługą PSI (CONFIG_PSI=y).

Wady sterownika LMK w rdzeniu

Android wycofuje sterownik LMK z powodu kilku problemów, w tym:

• Urządzenia z małą ilością pamięci RAM wymagały agresywnego dostosowania, a nawet wtedy słabo sobie radziły z obciążeniami z dużą aktywną pamięcią podręczną pagecache obsługiwaną przez pliki. Złe wyniki spowodowały utratę kontroli i brak zabójstw.
• Sterownik jądra LMK korzystał z limitów wolnej pamięci bez skalowania na podstawie obciążenia pamięci.
• Ze względu na sztywność projektu partnerzy często dostosowywali sterownik, aby działał na ich urządzeniach.
• Sterownik LMK był podłączony do interfejsu API do kompresji bloków, który nie był przeznaczony do wykonywania czasochłonnych operacji, takich jak wyszukiwanie celów i ich zabijanie, co spowalniało proces vmscan.

Userspace lmkd

Przestrzeń użytkownika lmkd realizuje te same funkcje co sterownik w jądrze, ale do wykrywania i szacowania obciążenia pamięci używa istniejących mechanizmów jądra. Takie mechanizmy obejmują korzystanie z generowanych przez jądro zdarzeń vmpressure lub monitorów informacji o ciśnieniu (PSI) w celu otrzymywania powiadomień o poziomie ciśnienia w pamięci oraz korzystanie z funkcji cgroup pamięci w celu ograniczenia zasobów pamięci przydzielonych do każdego procesu na podstawie jego ważności.

Używanie lmkd w przestrzeni użytkownika w Androidzie 10

W Androidzie 9 i nowszych przestrzeń użytkownika lmkd jest aktywowana, jeśli nie wykryto sterownika LMK w rdzeniu. Ponieważ przestrzeń użytkownika lmkd wymaga obsługi cgroup przez jądro, jądro musi zostać skompilowane z tymi ustawieniami konfiguracji:

CONFIG_ANDROID_LOW_MEMORY_KILLER=n
CONFIG_MEMCG=y
CONFIG_MEMCG_SWAP=y

Zabijanie strategii

Userspace lmkd obsługuje strategie zabijania na podstawie zdarzeń vmpressure lub monitorów PSI, ich ważności i innych wskazówek, takich jak wykorzystanie swapa. Strategie zabijania różnią się w zależności od tego, czy urządzenie ma mało pamięci czy dużą wydajność:

• Na urządzeniach z małą ilością pamięci system powinien tolerować większy nacisk na pamięć jako normalny tryb działania.
• Na urządzeniach o wysokiej wydajności wykorzystanie pamięci należy traktować jako nieprawidłową sytuację i usuwać, zanim wpłynie na ogólną wydajność.

Strategię wykluczania możesz skonfigurować za pomocą usługi ro.config.low_ram.

Userspace lmkd obsługuje też tryb starszy, w którym podejmuje decyzje o zatrzymaniu procesu, używając tych samych strategii co sterownik LMK w rdzeniu (czyli progów wolnej pamięci i pliku pamięci podręcznej). Aby włączyć tryb starszy, ustaw właściwość ro.lmk.use_minfree_levels na true.

Konfigurowanie lmkd

Skonfiguruj lmkd na konkretnym urządzeniu, używając tych właściwości.

Przykładowa konfiguracja urządzenia:

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

LMKD w przestrzeni użytkownika w Androidzie 11

Android 11 ulepsza lmkd, wprowadzając nową strategię zabijania procesów. Strategia zabijania używa mechanizmu PSI do wykrywania nacisku na pamięć, który został wprowadzony w Androidzie 10. lmkd w Androidzie 11 uwzględnia poziomy wykorzystania zasobów pamięci i throttlingu, aby zapobiec niedoborowi pamięci oraz pogorszeniu wydajności. Ta strategia zastępuje poprzednie strategie i może być stosowana zarówno na urządzeniach o wysokiej wydajności, jak i na urządzeniach z małą ilością pamięci RAM (Android Go).

Wymagania dotyczące jądra

W przypadku urządzeń z Androidem 11 lmkd wymaga tych funkcji jądra:

• Dołącz poprawki PSI i włącz PSI (backporty dostępne w powszechnie używanych jądrach Androida 4.9, 4.14 i 4.19).
• Dołącz poprawki dotyczące obsługi PIDFD (poprawki dostępne w jądrach wspólnych Androida w wersjach 4.9, 4.14 i 4.19).
• W przypadku urządzeń z małą ilością pamięci RAM uwzględnij grupy pamięci.

jądro musi być skompilowane z tymi ustawieniami konfiguracji:

CONFIG_PSI=y

Konfigurowanie lmkd w Androidzie 11

Strategia zabijania pamięci w Androidzie 11 obsługuje ustawienia i wartości domyślne wymienione poniżej. Te funkcje działają zarówno na urządzeniach o wysokiej wydajności, jak i na urządzeniach z niewielką ilością pamięci RAM.

W ramach nowej strategii zabijania działają też te stare pokrętła.