为什么我的进程被kill掉了

先来看段代码：

这段代码非常简单，就是先用mmap的方式，为该进程分配10GiB的虚拟内存，然后再用page写的方式，让操作系统为这10GiB虚拟内存，分配对应的物理内存，最后sleep，等待我们测试。

运行下：

没啥问题，和我们预期的一样，正常执行。

打开另一个终端，执行以下命令，看下它的内存占用：

上图中的VSZ指的是虚拟内存，RSS指的是物理内存，单位都是KiB，所以该进程虚拟内存和物理内存的使用，都约等于10GiB，没问题。

我们再开个终端，再执行下这个程序：

第二次执行这个程序也没问题，但奇怪的是，此时第一次执行的那个程序却被kill掉了：

这是为什么呢？

上面我们说到，该程序的逻辑是分配10GiB的物理内存，所以运行两次，也就是要分配20GiB的物理内存。

但在我们的测试机器上，物理内存一共才16GiB，所以，运行两个这样的进程肯定是不行的。

在第二次执行该程序，且向操作系统申请物理内存时，操作系统会发现，物理内存已经没有了。

此时，为了防止整个系统crash掉，linux内核会触发 OOM/Out of Memory killing 机制，即按照一定的规则选择一个进程，将其kill掉，以便回收物理内存，以此来保证机器整体的稳定运行。

同时，该kill事件，也会被记录到内核日志中，且可通过dmesg命令等方式查看。

比如上面第一个进程被kill掉的事件记录如下：

看上面红色字体行，该行是说，进程14134因为out of memory被linux内核kill掉了，该进程正是上面我们第一次执行的那个程序。

linux内核的oom killing机制，其实是一种弃车保帅的做法，因为如果我们不kill掉某进程，来释放物理内存的话，那很有可能会导致后续系统级别的crash，两害相权取其轻，操作系统只能这样处理，归根结底，是我们对进程使用物理内存的规划不足，才导致了这种情况。

那为什么不在第二次执行该程序时，在调用mmap分配虚拟内存时就直接报错，返回无法分配内存呢？

这是因为，经过多年观察，linux内核的开发人员发现，绝大部分程序在分配了很大的虚拟内存之后，在大部分时间里，并不会一直使用这么多的物理内存。

所以，为了更合理更高效的利用物理内存资源，linux内核允许虚拟内存的overcommit，即，例如在上面执行mmap分配虚拟内存时，linux内核并不会严格检查，所有运行中的进程分配的虚拟内存加起来，是否超过了整个物理内存大小。

这也就解释了为什么上面第二次运行该程序时，mmap是没有报错的。

但是，虽然mmap的虚拟内存分配成功了，但当真正使用该内存时，比如上面的写内存，此时要分配物理内存，则是有可能失败的，因为虚拟内存的overcommit，很可能导致后续的物理内存不足。

如果真的发生了这种情况，就会触发linux内核的oom killing机制，即linux内核中的oom killer会按一定的规则，选一个进程，将其kill掉，这个上面我们已经演示过了。

那为什么不kill掉第二个进程，而是kill掉第一个呢？

这个和linux内核中oom killer的选择策略有关，我们直接看源码：

当进程请求操作系统为其分配物理内存时，如果此时物理内存已经没有了，则会触发上图中的out_of_memory函数。

该函数中，会使用select_bad_process选择要被kill掉的进程，然后使用oom_kill_process将其kill掉，来释放物理内存。

在看select_bad_process之前，我们先看下oom_kill_process：

该函数调用了__oom_kill_process：

在上面的函数中，通过向victim进程发送SIGKILL这个signal（我们平时使用的kill -9命令，就是用的这个signal），将其kill掉，然后该kill事件，会被记录到内核日志中。

注意，这里记录的日志格式，正好和我们上面用dmesg输出的，14134进程被kill掉事件日志格式完全一样。

kill掉进程的过程就是这样，我们再来看下select_bad_process函数是如何选择要被kill掉进程的：

在该函数中，会遍历系统中的所有进程，然后使用oom_evaluate_task这个函数，对各个进程进行评估：

oom_evaluate_task函数中，会使用oom_badness，计算某进程badness的点数，点数越高，越容易被kill掉。

如果badness的点数是LONG_MIN这个特殊值，则直接跳过该进程，即该进程不会成为被kill掉的对象，如果badness点数小于之前选择进程的badness点数，同样也跳过该进程，即被kill掉的进程badness点数要是最大的。

遍历中选择的进程，及其badness的点数，会被赋值到oc->chosen和oc->chosen_points里，oc->chosen最终指向的进程，就是上面oom_kill_process里kill掉的进程。

我们再来看下badness点数是如何计算的：

该函数主体逻辑分成两部分，一部分是，在某些情况下，该进程的badness点数直接返回LONG_MIN，即不会被kill掉。

这些情况包括，oom_score_adj的值为OOM_SCORE_ADJ_MIN，即-1000，或者该进程已经在被kill的过程中了，或者该进程在vfork过程中。

该函数逻辑的另外一部分就是计算进程的badness点数，其大致计算规则为：

points = 该进程占用的物理内存总数 + 总物理内存 * oom_score_adj值的千分比。

oom_score_adj的值，是进程独有的，是可以通过写 /proc/[pid]/oom_score_adj 的方式调整的，取值范围为 -1000 到 1000。

该值越大，进程总的badness点数就会越大，进程也就越容易被kill掉。

该值越小，进程总的badness点数就会越小，该进程也就越不容易被kill掉。

上面我们还提到oom_score_adj有一个特殊值为OOM_SCORE_ADJ_MIN，即-1000，表示该进程不能被kill掉。

各进程的oom_score_adj的值默认为0。

综上可知，linux内核中oom killer选择被kill进程的方式，就是看各进程badness点数的大小。

默认情况下，因为各进程的oom_score_adj的值都为0，所以进程占用的物理内存越大，其badness点数也就越大，其也就越容易被kill掉。

这也就解释了，为什么上面在第二次执行那个程序时，被kill掉的是第一次执行的那个进程，而不是第二次执行的进程，因为第一次执行的那个进程，占用的物理内存更大。

其实，调整linux内核中oom killer行为的方式有很多，不止修改oom_score_adj值这一种方法。

比如，通过修改 /proc/sys/vm/panic_on_oom 的值，可以让整个系统在物理内存不够时，直接panic，而不是选择性的kill掉某个进程。

比如，通过修改 /proc/sys/vm/overcommit_memory 的值，可以使上面第二次执行的测试程序，在使用mmap分配虚拟内存时，就直接报错，说内存不够。

比如，通过修改 /proc/[pid]/oom_adj 值的方式，同样可以达到修改 /proc/[pid]/oom_score_adj 的目的，不过这个在内核2.6.36版本之后已经不推荐使用。

oom killer行为调整的相关参数，其具体详解可以看proc的man文档：

https://man.archlinux.org/man/proc.5

聊了这么多，那理解linux内核的oom killer机制，对于我们实际应用有哪些帮助呢？

我们假设以下场景：

假如，我们有一台机器，上面跑着一个非常重要的服务，比如数据库，或者某个应用进程等。

它非常耗内存，但是正常情况下，它使用的物理内存肯定不会高于实际总物理内存大小。

有一天我们需要在这台机器上执行一项任务，如果这个任务也比较耗内存，那很可能在执行这项任务时，整台机器的物理内存就完全不够用了，此时，就会触发linux内核的oom killing机制。

又因为在不调整oom_score_adj值的情况下，linux内核中的oom killer默认kill掉的，就是占用物理内存最多的那个进程，一般来说，就是我们数据库进程，或其他应用进程，假设这个进程又是线上的一个重要服务，那它被kill掉了，你想一下这会是多么严重的一个事故。

那怎么避免呢？

此时，我们就可以使用上面提到的，用于调整进程badness点数的，oom_score_adj 这个参数。

比如，我们可以通过 echo -1000 > /proc/[pid]/oom_score_adj 命令，将oom_score_adj的值设置为-1000，即该进程不能被kill掉。

又比如，还是通过上面的echo命令，将oom_score_adj的值修改为一个较小的值，来降低它被kill掉的概率。

但是，这些方法其实都不是完美的解决方式。

虽然该机器上的这个重要服务不被kill掉了，但操作系统为了保证整个系统不crash，还是会kill掉其他各种进程。

如果那些进程不重要还好，万一重要的话，还是会相当严重的。

甚至，如果操作系统找不到可以kill掉的进程，那整个系统就会crash，这个就更严重了。

所以，最好的方式，还是人为去避免物理内存不足的情况，在机器上跑各种程序时，要提前对整个物理内存的使用，有个规划和预判，最好是能预留出一些内存，以防各种误操作。

好了，该篇文章就讲这些内容，如果以后你发现你的进程，莫名奇妙就没有了，可以通过dmesg等方式看下内核日志，确定下你的进程是否被oom kill掉了。

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