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虚拟内存管理：KSM与透明大页THP性能调优实战

共计 30 章节
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01
课程导论
虚拟内存管理概述 · KSM与THP在内存子系统中的定位 · 课程目标与学习路径
课程导论虚拟内存管理概述
02
物理内存与虚拟地址空间
MMU与页表机制 · 物理页框与虚拟页 · 缺页异常处理流程
物理内存虚拟地址空间
03
透明大页THP基础
大页概念 · 标准大页(HugeTLB)与透明大页… · THP的优势与开销
THP透明大页
04
THP内核实现原理
khugepaged内核线程 · 扫描与合并策略 · 大页分配与回退机制
THP内核实现原理
05
THP配置与参数详解
/sys/kernel/mm/tra… · enabled/defrag/shm…
THP配置
06
THP性能基准测试
使用工具(如perf · vmstat)评估THP对内存密集型…
THP性能基准测试
07
THP碎片化问题
内存碎片对大页分配的影响 · 碎片整理(compaction)机制 · defrag策略调优
THP碎片化问题
08
THP与NUMA亲和性
NUMA架构下THP的分配策略 · 跨节点访问延迟 · numa balancing交互
THPNUMA
09
THP在数据库场景的实战
MySQL/PostgreSQL中的… · 典型问题(分配延迟 · 内存膨胀)与关闭策略
THP数据库场景的实战
10
THP在虚拟化场景的实战
KVM/QEMU中Guest THP… · 性能隔离与优化建议
THP虚拟化场景的实战
11
KSM基础概念
内存去重原理 · KSM与Deduplication技… · 适用场景(虚拟化
KSM基础概念
12
KSM内核实现架构
ksmd内核线程 · 扫描页面的生命周期 · 稳定树与不稳定树数据结构
KSM内核实现架构
13
KSM核心参数详解
/sys/kernel/mm/ksm… · pages_to_scan/slee…
KSM核心参数详解
14
KSM性能开销分析
CPU消耗 · 内存扫描延迟 · 写时复制(CoW)开销
KSM性能开销分析
15
KSM与THP的协同与冲突
KSM对大页的拆分 · THP对KSM扫描的影响 · 混合使用的最佳实践
KSMTHP
16
KSM在KVM虚拟化中的实战
虚拟机内存去重 · 共享页面的性能收益 · 安全隔离考量
KSMKVM
17
KSM在容器场景的实战
Docker/Kubernetes中… · cgroup限制与全局KSM的权衡
KSM容器场景的实战
18
KSM监控与调试
使用smem · ksmctl · tracepoint跟踪KSM行为
KSM监控
19
内存压力与回收机制
LRU链表 · kswapd与direct recl… · THP与KSM在内存压力下的行为
内存压力回收机制
20
cgroup内存控制与THP/KSM
memory.limit_in_by… · cgroup v2中的内存控制器
cgroupTHP/KSM
21
性能分析工具链
perf stat/record · ftrace · eBPF
性能分析工具链perf
22
实战案例一
高密度虚拟机场景——同时启用KSM与…
实战案例一KSM
23
实战案例二
延迟敏感型数据库——关闭THP并优化…
实战案例二THP
24
实战案例三
容器化微服务——仅启用KSM并限制扫…
实战案例三KSM
25
实战案例四
HPC计算节点——启用THP并关闭K…
实战案例四HPC
26
内核参数持久化与系统集成
sysctl配置 · grub内核引导参数 · systemd服务管理
内核参数持久化系统集成
27
新特性与演进
KSM多线程改进 · THP的madvise策略 · folio大页
新特性演进
28
故障排查与常见问题
KSM导致的内存泄漏 · THP分配失败导致的OOM · 性能回退诊断
故障排查常见问题
29
安全与隔离
KSM侧信道攻击风险 · 跨VM内存共享的安全边界 · THP的权限控制
安全隔离
30
课程总结与综合实验
设计一个综合实验环境 · 同时调优KSM与THP · 并对比性能指标
课程总结综合实验