谈谈对Linux的Huge Pages与Transparent Huge Pages的认识，以及为什

由于安装MangoDB要禁用THP，就比较好奇缘由，因此才有了如下。

Huge Pages（如下简称HP），又叫“大页”（编者注：你看咱们搞IT的，翻译起来就是那么的直白生猛），或者叫“标准大页”、“传统大页”——这就是相对Transparent Huge Pages（如下简称THP）“透明大页”来的名字。

咱们知道CPU读取数据，顺序通常是：一级缓存-->二级缓存-->内存-->硬盘（不严谨，可是你们都明白这个意思）。读取速度依次变慢。

抛开Cache不谈，咱们作个不恰当的比喻，CPU就是售货员，负责拿货给客人，要想速度快，最好的办法就是把商品（程序的数据、指令等）放在柜台（内存）里，可是柜台毕竟有限，并且要装不少种商品（不一样的程序），不可能彻底放下，那么大量的商品仍是会放在后面的仓库（硬盘）。

这样处理，问题：

A、柜台对全部商品是开放的。甲商品能够把柜台里放着的乙商品随意处置，乙商品就懵B了。

B、柜台空间不足，卖的甲商品一旦过多，就得把其余商品挪到仓库里，再把甲商品从仓库提出来放在柜台里。这一进一出，效率极其低下。

C、咱们能够将程序分割成小份，先在内存处理A部分，而后从硬盘调取B部分，驻留在内存进行处理。可是如今的程序功能复杂，用户脑洞太大，程序员也没法预测处理完A部分以后，接下来必定就是B部分。

等等吧，以上这些内存的寻址、读取、清理等操做，要全靠程序员来处理，因此打击知道为何程序员多秃顶了吧。

为了解决这些问题，不让程序员干预内存的处理，就有了虚拟内存技术。

简单地说，在硬盘划出一块，叫SWAP分区，跟物理内存同样，被系统当作内存对待，但毕竟不是真内存，故称虚拟内存。

OS把暂时用不到的数据，放入SWAP区，当要处理的数据不在物理内存中时，从硬盘再读取至内存。

各位看官会说，这和刚才咱们说的问题C有什么区别？区别就在“地址”！

在问题C的处理中，程序必须知道数据在内存的地址（好比M一、M二、M9......），还要知道在硬盘的地址（好比D2一、D2二、D29......）。同一份数据，每次从硬盘读取到内存的地址都是随机的（D21的数据此次在M1，下次可能就在M9）。

而虚拟内存则是把内存、硬盘的地址统一编号（S一、S二、S3......），对于程序来讲，这份数据在S3就在S3，无论它是在内存仍是硬盘，我不care。

还有其余的好处，好比咱们说到的问题A，虚拟内存就能够控制进程对内存的访问权限，再不能随意处理了。对于程序来讲，能够分配连续的虚拟内存地址——哪怕物理地址不连续。经过页面调度（从硬盘读取数据至内存，从内存写数据至硬盘）算法——先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）、最佳页面替换（OPT）等，尽可能避免问题B中，装入装出大量数据形成的性能浪费。再也不一一解释。

关键在于虚拟内存地址，它毕竟不是真实的地址，程序说我要S1的数据，CPU就必须给出真实的地址（M1或D21），这块工做是有Translation Lookaside Buffer（TLB）来作的，TLB经过页表（Page Table）这种数据结构，缓存了虚拟页与物理页的映射关系。打个比方，有点相似虚拟地址:物理地址这样的键值对（固然没那么简单，你们理解便可）。

可是当咱们使用Oracle、MangoDB这样须要大内存的应用时，可想而知，这个页表会很大很大。咱们知道Linux管理内存，是以4K为一个页面进行管理的。当数据很大的时候，除以4K，所需的页表也会愈来愈大，维护页表就变得很消耗资源。

举个例子，一个公务员若是想创建一个居民信息表，要是以家庭为单位，那么映射表就会很大，解决办法呢？咱们就用小区为单位吧~~~

这就是“大页”（Huge Pages），更大的页！一样的数据，除以4K，须要多少条目，除以2M（HP默认的大小），又须要多少条目，不言而喻。

终于说到本文主题了，不过好像可说的也很少了。

THB相对于HB来讲，区别主要在于HB是要预分配的，而THB则是由khugepaged进程进行动态分配。可想而知，对于DB这种内存操做频繁的应用，预分配的更省事，第一次搞好便可，不用每次现分配。Oracle就要求关闭Linux默认启用的THB。

今天是2019乙亥猪年初一，文章前两天就开始边查资料边写，很仓促，里面不少知识点没有写，好比虚拟内存、HB的优势、HB/TLB的各类操做都没有写，之后有机会再写吧。即使是文章写道的也确定会有谬误，请你们批评指正。

祝你们新春玉快，阖家欢落~~~