Mongodb--内存管理MMAP

 　　　　MongoDB使用的是内存映射存储引擎,即Memory Mapped Storage Engine，简称MMAP。

　　　　MMAP可以把磁盘文件的一部分或全部内容直接映射到内存，这样文件中的信息位置就会在内存中有对应的地址空间，这时对文件的读写可以直接用指针来做，而不需要read/write函数了，但这并不代表将文件map到物理内存，只有访问到这块数据时才会被操作系统以Page的方式换到物理内存。MongoDB将内存管理工作交给操作系统的虚拟内存管理器来完成，这样就大大简化了MongoDB的工作，同时操作系统会将数据刷新保存到磁盘上。

　　

　　其实，从数据存储原理来看，我更倾向于将mongodb归类为硬盘数据库，但是使用了mmap作为加速的手段而已。

       MongoDB应该分配的内存大小最好满足内存大小>索引+热数据+连接占用内存，通过db.stats()命令可查看到当前数据库的索引大小情况
　    db.stats()

      下面是公司的MongoDB存储了14亿数据，占1.4T存储空间

shard1:SECONDARY> db.stats()
{
    "db" : "database",　　　　　　　　　 　　// 当前使用的数据库　
    "collections" : 662,       　　　　　　// 多少张表 
    "objects" : 1405948982,　　　　　　　　 // 所有表的多少条数据    　　-- 14.05亿
    "avgObjSize" : 1134.649427176014,    // 平均每条数据大小  　　 　 
    "dataSize" : 1595259207065,　　　　　　// 总数据大小　　　　　　　　 -- 1.485TB
    "storageSize" : 768647647232,　　　　　// 所有数据占磁盘的大小　　  -- 715.85G
    "numExtents" : 0,
    "indexes" : 1098,　　　　　　　　　　　　// 索引数量
    "indexSize" : 173431967744,　　　　　　// 索引大小 　　　　　　　　 -- 160G
    "ok" : 1
}

2、 修改MongoDB使用的内存大小

　　从3.4版本开始，默认情况下，WieldGigd内部缓存将使用下面2种中更大的一种：50% of (RAM - 1 GB) 和256 MB。通过文件系统缓存，MongoDB的自动使用未被wiredtiger缓存或由其他进程使用所有可用内存。调整WiredTiger内部缓存的方法：　　　　storage.wiredTiger.engineConfig.cacheSizeGB 和 --wiredTigerCacheSizeGB    

　　看来不设置的话，默认会使用50% of (RAM - 1 GB)的内存。于是在配置文件设置了storage.wiredTiger.engineConfig.cacheSizeGB为0.5，也就是500M，再看测试结果：

　　vim /etc/mongod.conf

storage:
dbPath: /var/lib/mongodb
journal:
enabled: true
# engine:
# mmapv1:
wiredTiger:
engineConfig:
cacheSizeGB: 0.5

可以看到，MongoDB所占的物理内存稳定在了630M左右，说明设置确实生效了。

3、内存使用情况
查看Linux虚拟内存管理器是否对内存做了限制，如果显示为unlimited表示无限制
[jiangjianjian@f1-mongo1 ~]$  ulimit -a | grep memory 
max locked memory       (kbytes, -l) 64
max memory size         (kbytes, -m) unlimited
virtual memory          (kbytes, -v) unlimited
修改虚拟内存限制
[jiangjianjian@f1-mongo1 ~]$ ulimit -m unlimited
[jiangjianjian@f1-mongo1 ~]$ ulimit -v unlimited

查看当前MongoDB的连接数
mongo中每一个连接都是一个线程，需要一个stack，从结果中可看到当前连接数为2372，最大连接数为51200
bj1-farm1:PRIMARY> db.serverStatus().connections
{
"current" : 2372,
"available" : 48828,
"totalCreated" : NumberLong(185449264)
}

Linux下缺省的Stack大小查看 
[jiangjianjian@f1-mongo1 ~]$ ulimit -a | grep stack
stack size              (kbytes, -s) 10240

MongoDB实际使用的Stack大小查看
可以用如下命令确认（单位：K）
[root@f1-mongo1 journal]# cat /proc/$(pidof mongod)/limits | grep stack | awk -F 'size' '{print int($NF)/1024}' 
10240 

调整stack大小的方法
如果Stack过大，比如上述的10240K，我们可以通过以下命令调整stack大小
[root@f1-mongo1 journal]#  ulimit -s 1024
MongoDB释放内存的命令
mongo> use admin
mongo> db.runCommand({closeAllDatabases:1}) 
 
Mongodb自带命令查看其内存使用情况
其中resident代表物理内存使用情况，单位为M；而virtual为虚拟内存使用情况，mapped是映射到内存的数据大小。这里虚拟内存是mapped的两倍，是因为我们开启了Journal日志，需要在内存中多映射一次，大概就是它的两倍了。如果关闭Journal日志，虚拟内存大小将和mapped大小相当。
bj1-farm1:PRIMARY> db.serverStatus().mem
{
"bits" : 64,
"resident" : 46662,
"virtual" : 326198,
"supported" : true,
"mapped" : 161399,
"mappedWithJournal" : 322798
}

top命令查看
这里还可以通过top命令观察mongodb的内存使用情况，如下图，可看到其中的VIRT和RES与上述命令的结果一样
  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  COMMAND                                                    
12603 mongod    20   0  318g  45g  44g S 28.0 72.1  27230:21 mongod 
free命令查看
而再通过free命令可查看到内存占用中有多少是因为数据缓存和cache，关于如何查看free命令，参见http://blog.csdn.net/cug_jiang126com/article/details/42266653
[jiangjianjian@f1-mongo1 ~]$ free
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:      65921032   65262376     658656          0     274264   61742808
-/+ buffers/cache:    3245304   62675728
Swap:    100663288      11884  100651404