Android低内存终止守护程序

Android 低内存终止守护程序 (lmkd) 进程可监控运行中的 Android 系统的内存状态，并通过终止最不必要的进程来应对内存压力大的问题，使系统以可接受的性能水平运行。

内存压力简介

并行运行多个进程的 Android 系统可能会遇到系统内存耗尽，需要更多内存的进程出现明显延迟的情况。内存压力是系统内存不足的一种状态，它需要 Android 通过限制或终止不必要的进程、请求进程释放非关键缓存资源等方式来释放内存（以缓解这种压力）。

过去，Android 使用内核中的低内存终止守护程序 (LMK) 驱动程序来监控系统内存压力，该驱动程序是一种依赖于硬编码值的严格机制。从内核 4.12 开始，LMK 驱动程序已从上游内核中移除，改由用户空间 lmkd 来执行内存监控和进程终止任务。

压力失速信息

Android 10 及更高版本支持新的 lmkd 模式，它使用内核压力失速信息 (PSI) 监视器来检测内存压力。上游内核中的 PSI 补丁程序集（已向后移植到 4.9 和 4.14 内核）可测量由于内存不足导致任务延迟的时间。由于这些延迟会直接影响用户体验，因此它们代表了确定内存压力严重性的便捷指标。上游内核还包括 PSI 监视器，这类监视器允许特权用户空间进程（例如 lmkd）指定这些延迟的阈值，并在突破阈值时从内核订阅事件。

PSI 监视器与 vmpressure 信号

由于 vmpressure 信号（由内核生成，用于检测内存压力并由 lmkd 使用）通常包含大量误报，因此 lmkd 必须执行过滤以确定是否真的存在内存压力。这会导致不必要的 lmkd 唤醒并使用额外的计算资源。使用 PSI 监视器可以实现更精确的内存压力检测，并最大限度地减少过滤开销。

使用 PSI 监视器

如需使用 PSI 监视器（而不是 vmpressure 事件），请配置 ro.lmk.use_psi 属性。默认值为 true，这会以 PSI 监视器作为 lmkd 内存压力检测的默认机制。由于 PSI 监视器需要内核支持，因此内核必须包含 PSI 向后移植补丁，并在启用 PSI 支持 (CONFIG_PSI=y) 的情况下进行编译。

内核中 LMK 驱动程序的缺点

由于存在大量问题，Android 弃用了 LMK 驱动程序，问题包括：

• 对于低内存设备，必须主动进行调整，即便如此，在处理涉及支持大文件的活跃页面缓存的工作负载时，其性能也较差。性能不良会导致出现抖动，但不会终止。
• LMK 内核驱动程序依赖于可用内存限制，不会根据内存压力进行扩缩。
• 由于设计的严格性，合作伙伴通常会自定义该驱动程序，使其可以在自己的设备上使用。
• LMK 驱动程序已挂接到 Slab Shrinker API，该 API 并非为了执行繁重操作（例如搜索并终止目标）而设计，这类操作会导致 vmscan 进程变慢。

用户空间 lmkd

用户空间 lmkd 可实现与内核中的驱动程序相同的功能，但它使用现有的内核机制检测和评估内存压力。这些机制包括使用内核生成的 vmpressure 事件或压力失速信息 (PSI) 监视器来获取关于内存压力水平的通知，以及使用内存 cgroup 功能限制根据进程的重要性分配给每个进程的内存资源。

在 Android 10 中使用用户空间 lmkd

在 Android 9 及更高版本中，用户空间 lmkd 会在未检测到内核中的 LMK 驱动程序时激活。由于用户空间 lmkd 要求内核支持内存 cgroup，因此必须使用以下配置设置编译内核：

CONFIG_ANDROID_LOW_MEMORY_KILLER=n
CONFIG_MEMCG=y
CONFIG_MEMCG_SWAP=y

终止策略

用户空间 lmkd 支持基于以下各项的终止策略：vmpressure 事件或 PSI 监视器、其严重性以及交换利用率等其他提示。低内存设备和高性能设备的终止策略有所不同：

• 对于内存不足的设备，一般情况下，系统会选择承受较大的内存压力。
• 对于高性能设备，如果出现内存压力，则会视为异常情况，应及时修复，以免影响整体性能。

您可以使用 ro.config.low_ram 属性配置终止策略。如需了解详情，请参阅低 RAM 配置。

用户空间 lmkd 还支持一种旧模式，在该模式下，它使用与内核中的 LMK 驱动程序相同的策略（即可用内存和文件缓存阈值）做出终止决策。要启用旧模式，请将 ro.lmk.use_minfree_levels 属性设置为 true。

配置 lmkd

使用以下属性为特定设备配置 lmkd。

设备配置示例：

PRODUCT_PROPERTY_OVERRIDES += \
    ro.lmk.low=1001 \
    ro.lmk.medium=800 \
    ro.lmk.critical=0 \
    ro.lmk.critical_upgrade=false \
    ro.lmk.upgrade_pressure=100 \
    ro.lmk.downgrade_pressure=100 \
    ro.lmk.kill_heaviest_task=true

Android 11 中的用户空间 lmkd

Android 11 通过引入新的终止策略改进了 lmkd。该终止策略使用 PSI 机制来执行 Android 10 中引入的内存压力检测。Android 11 中的 lmkd 会根据内存资源使用情况和抖动来防止出现内存不足和性能下降。这一终止策略取代了以前的策略，可同时用于高性能设备和低内存 (Android Go) 设备。

内核要求

对于 Android 11 设备，lmkd 需要以下内核功能：

• 添加 PSI 补丁并启用 PSI（Android 通用内核 4.9、4.14 和 4.19 中提供向后移植）。
• 添加 PIDFD 支持补丁（Android 通用内核 4.9、4.14 和 4.19 中提供向后移植）。
• 对于低内存设备，添加内存 cgroup。

必须使用以下配置设置编译内核：

CONFIG_PSI=y

在 Android 11 中配置 lmkd

Android 11 中的内存终止策略支持下面列出的调节旋钮和默认值。这些功能在高性能设备和低内存设备上都可使用。

以下旧的调节旋钮也可用于新的终止策略。