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kswapd是kernel swap daemon的缩写,是Linux内核中负责内存回收的关键后台进程。它持续监控系统内存使用情况,当内存不足时主动回收页面,维持系统内存平衡。kswapd作为内存管理子系统的核心组件,确保系统在内存压力下仍能稳定运行。
内存水位机制是kswapd工作的核心触发条件。系统设置了三个关键水位线:HIGH水位表示内存充足状态,LOW水位是kswapd的唤醒阈值,MIN水位是直接回收的临界点。当可用内存降到LOW水位以下时,kswapd进程被唤醒开始页面回收工作,直到内存使用量恢复到HIGH水位才重新进入休眠状态。
kswapd使用LRU算法进行页面回收。LRU即最近最少使用算法,将内存页面分为匿名页和文件页两类。系统维护Active和Inactive两个LRU链表,页面根据访问频率在链表间移动。kswapd扫描这些链表,将长时间未访问的页面从Active链表移到Inactive链表进行老化,最终选择Inactive链表中的页面进行回收。
kswapd根据页面类型采用不同的回收策略。Clean Pages是干净页面,可以直接释放,回收成本最低,优先级最高。Dirty Pages是脏页面,包含未写入存储的数据,需要先写回磁盘再释放。Anonymous Pages是匿名页面,需要写入swap交换分区,回收成本最高。kswapd按照Clean、Dirty、Anonymous的优先级顺序进行页面回收。
通过一个典型实例来演示kswapd的完整工作流程。当系统运行大量应用程序时,可用内存逐渐减少。kswapd首先进行内存水位检查,发现内存使用量超过LOW水位后被唤醒。接着进行页面扫描,选择合适的页面进行回收操作。随着页面回收的进行,内存使用率逐步下降,最终恢复到HIGH水位,kswapd重新进入休眠状态。