Elasticsearch源码分析四之JNA与swap浅析

   //初始化本地的一些配置，如创建临时文件等        initializeNatives(                environment.tmpFile(),                BootstrapSettings.MEMORY_LOCK_SETTING.get(settings),                BootstrapSettings.SYSTEM_CALL_FILTER_SETTING.get(settings),                BootstrapSettings.CTRLHANDLER_SETTING.get(settings));

 // TODO: remove this hack when insecure defaults are removed from java    public static final Setting<Boolean> SECURITY_FILTER_BAD_DEFAULTS_SETTING =            Setting.boolSetting("security.manager.filter_bad_defaults", true, Property.NodeScope);
    public static final Setting<Boolean> MEMORY_LOCK_SETTING =        Setting.boolSetting("bootstrap.memory_lock", false, Property.NodeScope);    public static final Setting<Boolean> SYSTEM_CALL_FILTER_SETTING =        Setting.boolSetting("bootstrap.system_call_filter", true, Property.NodeScope);    public static final Setting<Boolean> CTRLHANDLER_SETTING =        Setting.boolSetting("bootstrap.ctrlhandler", true, Property.NodeScope);

  /** initialize native resources */    public static void initializeNatives(Path tmpFile, boolean mlockAll, boolean systemCallFilter, boolean ctrlHandler) {        final Logger logger = LogManager.getLogger(Bootstrap.class);
        // check if the user is running as root, and bail        // 校验下是否是在root用户下运行        if (Natives.definitelyRunningAsRoot()) {            throw new RuntimeException("can not run elasticsearch as root");        }
        // enable system call filter        if (systemCallFilter) {            Natives.tryInstallSystemCallFilter(tmpFile);        }        // 是否mlockall 这个参数可由用户传入，默认为false        // mlockall if requested        if (mlockAll) {            if (Constants.WINDOWS) {                // windows下中虚拟锁，即JNAKernel32Library中的锁定内存方法               Natives.tryVirtualLock();            } else {                // linux和mac中的锁 JNACLibrary中的方法               Natives.tryMlockall();            }        }
        // listener for windows close event        if (ctrlHandler) {            Natives.addConsoleCtrlHandler(new ConsoleCtrlHandler() {                @Override                public boolean handle(int code) {                    if (CTRL_CLOSE_EVENT == code) {                        logger.info("running graceful exit on windows");                        try {                            Bootstrap.stop();                        } catch (IOException e) {                            throw new ElasticsearchException("failed to stop node", e);                        }                        return true;                    }                    return false;                }            });        }
        // force remainder of JNA to be loaded (if available).        try {            JNAKernel32Library.getInstance();        } catch (Exception ignored) {            // we've already logged this.        }        // 设置线程最大数        Natives.trySetMaxNumberOfThreads();        // 设置虚拟内存的最大值        Natives.trySetMaxSizeVirtualMemory();        // 设置最大文件大小        Natives.trySetMaxFileSize();
        // init lucene random seed. it will use /dev/urandom where available:        // 初始化lucene的随机种子        StringHelper.randomId();    } 

mlock() and mlockall() respectively lock part or all of the calling process's virtual address space into RAM, preventing that memory from being paged to the swap area. munlock() andmunlockall() perform the converse operation, respectively unlocking part or all of the calling process's virtual address space, so that pages in the specified virtual address range may once more to be swapped out if required by the kernel memory manager. Memory locking and unlocking are performed in units of whole pages.

mlock系统调用的作用：mlock系统调用允许程序在物理内存上锁住它的部分或全部地址空间，这将阻止Linux将这个内存页调度到交换空间（即阻止系统将某个页面换出到交换分区），即使该程序已有一段时间没有访问这段空间。一个严格时间相关的程序可能会希望锁住物理内存，因为内存页面调出调入的时间延迟可能太长或过于不可预知。安全性要求较高的应用程序可能希望防止敏感数据被换出到交换文件中，因为这样在程序结束后，攻击者可能从交换文件中恢复出这些数据。锁定一个内存区间只需简单将指向区间开始的指针及区间长度作为参数调用mlock()。Linux分配内存到页且每次只能锁定整页内存，被指定的区间涉及到的每个内存页都将被锁定。

/** * java mapping to some libc functions */final class JNACLibrary {
    private static final Logger logger = LogManager.getLogger(JNACLibrary.class);
    public static final int MCL_CURRENT = 1;    public static final int ENOMEM = 12;    public static final int RLIMIT_MEMLOCK = Constants.MAC_OS_X ? 6 : 8;    public static final int RLIMIT_AS = Constants.MAC_OS_X ? 5 : 9;    public static final int RLIMIT_FSIZE = Constants.MAC_OS_X ? 1 : 1;    public static final long RLIM_INFINITY = Constants.MAC_OS_X ? 9223372036854775807L : -1L;
    static {        try {            Native.register("c");        } catch (UnsatisfiedLinkError e) {            logger.warn("unable to link C library. native methods (mlockall) will be disabled.", e);        }    }
    /**     * 系统调用 mlock 家族允许程序在物理内存上锁住它的部分或全部地址空间。     * 这将阻止Linux 将这个内存页调度到交换空间（swap space），即使该程序已有一段时间没有访问这段空间。     * mlockall() 锁定调用进程所有映射到地址空间的分页。这包括代码、数据、栈片段分页，同时也包括共享库、     * 用户空间内核数据、共享内存以及内存映射的文件。调用成功返回后所有映射的分页都保证在 RAM 中：     * 直到后来的解锁，这些分页都保证一直在 RAM 内。     * @see：https://blog.csdn.net/sinkou/article/details/75143875     * @param flags     * @return     */    static native int mlockall(int flags);
    /**     * geteuid()：返回有效用户的ID。getuid()：返回实际用户的ID。     * 实际用户：表示一开始执行程序的用户，比如用账号iceup登录shell，然后执行程序ls，那么实际用户就是iceup。     * 有效用户：有效用户是指在程序运行时，计算权限的用户。大多数情况下实际用户和有效用户相等，     * 但是在执行拥有SUID权限的程序的时候，这两个用户通常会不一致。总结，有效用户ID（EUID）是你最初执行程序时所用的ID，     * 表示该ID是程序的所有者。真实用户ID（UID）是程序执行过程中采用的ID，该ID表明当前运行位置程序的执行者。     * @see：https://blog.csdn.net/sinkou/article/details/75143875     * @return     */    static native int geteuid();
    /** corresponds to struct rlimit */    public static final class Rlimit extends Structure implements Structure.ByReference {        public NativeLong rlim_cur = new NativeLong(0);        public NativeLong rlim_max = new NativeLong(0);
        @Override        protected List<String> getFieldOrder() {            return Arrays.asList("rlim_cur", "rlim_max");        }    }
    /**     * getrlimit查询进程所受的系统限制。这些系统限制通过一对硬/软限制对来指定。     * 当一个软限制被超过时，进程还可以继续。另一方面，进程不可以超过它的硬限制。     * 软限制值可以被进程设置在位于0和最大硬限制间的任意值。硬限制值不能被任何进程降低，仅仅超级用户可以增加。      *     * getrlimit和setrlimit都使用下面的数据结构:     *     * struct rlimit {      *   rlim_t rlim_cur;      *   rlim_t rlim_max;      * };     * rlim_cur 为指定的资源指定当前的系统软限制。rlim_max 将为指定的资源指定当前的系统硬限制。     * @see：https://blog.csdn.net/sinkou/article/details/75143875     * @param resource     * @param rlimit     * @return     */    static native int getrlimit(int resource, Rlimit rlimit);    static native int setrlimit(int resource, Rlimit rlimit);
    /**     * 当linuc C api函数发生异常时,一般会将errno变量赋一个整数值，不同的值表示不同的含义，可以使用strerror()获取错误的信息。     * 例如errno等于12的话，它就会返回”Cannot allocate memory”。     * @param errno     * @return     */    static native String strerror(int errno);
    private JNACLibrary() {    }}