内存分配分析
ClickHouse 使用 jemalloc 作为其全局分配器,它带有一些用于分配采样和分析的工具。
为了使内存分配分析更方便,在 Keeper 中提供了 4LW 命令以及 SYSTEM
命令。
采样分配和刷新堆分析
如果我们想在 jemalloc
中采样和分析内存分配,我们需要使用环境变量 MALLOC_CONF
启动 ClickHouse/Keeper 并启用分析功能。
MALLOC_CONF=background_thread:true,prof:true
jemalloc
将采样内存分配并将信息存储在内部。
我们可以通过运行以下命令告诉 jemalloc
刷新当前分析结果
- ClickHouse
- Keeper
SYSTEM JEMALLOC FLUSH PROFILE
echo jmfp | nc localhost 9181
默认情况下,堆分析文件将生成在 /tmp/jemalloc_clickhouse._pid_._seqnum_.heap
中,其中 _pid_
是 ClickHouse 的 PID,_seqnum_
是当前堆分析的全局序列号。
对于 Keeper,默认文件是 /tmp/jemalloc_keeper._pid_._seqnum_.heap
,遵循相同的规则。
可以通过将 MALLOC_CONF
环境变量附加到 prof_prefix
选项来定义不同的位置。
例如,如果我们想在 /data
文件夹中生成分析结果,文件名前缀为 my_current_profile
,我们可以使用以下环境变量运行 ClickHouse/Keeper
MALLOC_CONF=background_thread:true,prof:true,prof_prefix:/data/my_current_profile
生成的的文件将附加到前缀、PID 和序列号。
分析堆分析结果
生成堆分析结果后,我们需要对其进行分析。
为此,我们需要使用 jemalloc
的工具 jeprof,该工具可以通过多种方式安装
- 使用系统包管理器安装
jemalloc
- 克隆 jemalloc 仓库 并从根文件夹运行
autogen.sh
,这将在bin
文件夹中提供jeprof
脚本
jeprof
使用 addr2line
生成堆栈跟踪,这可能会非常慢。
如果是这种情况,我们建议安装 该工具的替代实现。
git clone https://github.com/gimli-rs/addr2line.git --depth=1 --branch=0.23.0
cd addr2line
cargo build --features bin --release
cp ./target/release/addr2line path/to/current/addr2line
使用 jeprof
从堆分析结果生成多种不同格式。我们建议运行 jeprof --help
检查使用情况以及该工具提供的多种不同选项。
通常,jeprof
命令如下所示
jeprof path/to/binary path/to/heap/profile --output_format [ > output_file]
如果我们想比较两个分析结果之间的内存分配,可以设置基本参数
jeprof path/to/binary --base path/to/first/heap/profile path/to/second/heap/profile --output_format [ > output_file]
例如
- 如果我们想生成一个每个过程都写在一行的文本文件
jeprof path/to/binary path/to/heap/profile --text > result.txt
- 如果我们想生成一个包含调用图的 PDF 文件
jeprof path/to/binary path/to/heap/profile --pdf > result.pdf
生成火焰图
jeprof
允许我们生成折叠堆栈以构建火焰图。
我们需要使用 --collapsed
参数
jeprof path/to/binary path/to/heap/profile --collapsed > result.collapsed
之后,我们可以使用多种不同的工具来可视化折叠堆栈。
最受欢迎的工具是 FlameGraph,它包含一个名为 flamegraph.pl
的脚本
cat result.collapsed | /path/to/FlameGraph/flamegraph.pl --color=mem --title="Allocation Flame Graph" --width 2400 > result.svg
另一个有趣的工具是 speedscope,它允许您以更交互的方式分析收集的堆栈。
运行时控制内存分配分析器
如果 ClickHouse/Keeper 在启用分析器的情况下启动,它们支持额外的命令在运行时禁用/启用内存分配分析。使用这些命令,可以更轻松地仅分析特定时间段。
禁用分析器
- ClickHouse
- Keeper
SYSTEM JEMALLOC DISABLE PROFILE
echo jmdp | nc localhost 9181
启用分析器
- ClickHouse
- Keeper
SYSTEM JEMALLOC ENABLE PROFILE
echo jmep | nc localhost 9181
还可以通过设置 prof_active
选项来控制分析器的初始状态,该选项默认情况下处于启用状态。
例如,如果我们不想在启动时采样内存分配,而只在启用分析器后采样,我们可以使用以下环境变量启动 ClickHouse/Keeper
MALLOC_CONF=background_thread:true,prof:true,prof_active:false
并在稍后启用分析器。
分析器的其他选项
jemalloc
提供了许多与分析器相关的不同选项,这些选项可以通过修改 MALLOC_CONF
环境变量来控制。例如,可以通过 lg_prof_sample
控制内存分配采样之间的间隔。
如果要每 N 字节转储一次堆分析结果,可以使用 lg_prof_interval
启用它。
我们建议查看 jemalloc
的 参考页面,了解这些选项。
其他资源
ClickHouse/Keeper 通过多种方式公开 jemalloc
相关的指标。
需要注意的是,这些指标都没有相互同步,并且值可能会发生漂移。
系统表 asynchronous_metrics
SELECT *
FROM system.asynchronous_metrics
WHERE metric ILIKE '%jemalloc%'
FORMAT Vertical
系统表 jemalloc_bins
包含有关通过 jemalloc 分配器在不同大小类别(bin)中进行的内存分配的信息,这些信息来自所有区域的汇总。
Prometheus
来自 asynchronous_metrics
的所有 jemalloc
相关指标也通过 ClickHouse 和 Keeper 中的 Prometheus 端点公开。
Keeper 中的 jmst
4LW 命令
Keeper 支持 jmst
4LW 命令,该命令返回 基本分配器统计信息。
示例
echo jmst | nc localhost 9181