Jemalloc 内存分析

Doris 默认使用 Jemalloc 作为通用内存分配器，Jemalloc 自身占用的内存包括 Cache 和 Metadata 两部分，其中 Cache 包括 Thread Cache 和 Dirty Page 两部分，在 http://{be_host}:{be_web_server_port}/memz 可以实时查看到内存分配器原始的profile。

Jemalloc Cache 内存分析

如果看到 Label=tc/jemalloc_cache, Type=overview Memory Trakcer 的值较大，说明 Jemalloc 或 TCMalloc Cache 内存使用多，Doris 使用 Jemalloc 作为默认的 Allocator，所以这里只分析 Jemalloc Cache 内存使用多的情况。

MemTrackerLimiter Label=tc/jemalloc_cache, Type=overview, Limit=-1.00 B(-1 B), Used=410.44 MB(430376896 B), Peak=-1.00 B(-1 B)

Doris 2.1.6 之前 Label=tc/jemalloc_cache 还包括 Jemalloc Metadata，而且大概率是因为 Jemalloc Metadata 内存占用大导致 Label=tc/jemalloc_cache 过大，参考对 Label=tc/jemalloc_metadata Memory Tracker 的分析。

BE 进程运行过程中，Jemalloc Cache 包括两部分。

Thread Cache，在 Thread Cache 中缓存指定数量的 Page，参考 Jemalloc opt.tcache。
Dirty Page，所有 Arena 中可以被复用的内存 Page。

Jemalloc Cache 查看方法

查看 Doris BE 的 Web 页面 http://{be_host}:{be_web_server_port}/memz（webserver_port默认8040）可以获得 Jemalloc Profile，根据几组关键信息解读 Jemalloc Cache 的使用。

Jemalloc Profile 中的 tcache_bytes是 Jemalloc Thread Cache 的总字节数。如果 tcache_bytes 值较大，说明 Jemalloc Thread Cache 使用的内存过大。
Jemalloc Profile 中 extents 表中 dirty 列的值总和较大，说明 Jemalloc Dirty Page 使用的内存过大。

Thread Cache 内存过大

可能是 Thread Cache 缓存了大量大 Page，因为 Thread Cache 的上限是 Page 个数，而不是 Page 的总字节数。

考虑减小 be.conf 中 JEMALLOC_CONF 的 lg_tcache_max，lg_tcache_max 是允许缓存的 Page 字节大小上限，默认是 15，即 32 KB (2^15)，超过这个大小的 Page 将不会缓存到 Thread Cache 中。lg_tcache_max 对应 Jemalloc Profile 中的 Maximum thread-cached size class。

这通常是 BE 进程中的查询或导入正在申请大量大 Size Class 的内存 Page，或者执行完一个大内存查询或导入后，Thread Cache 中缓存了大量大 Size Class 的内存 Page。Thread Cache 有两个清理时机，一是内存申请和释放到达一定次数时，回收长时间未使用的内存块；二是线程退出时回收全部 Page。此时存在一个 Bad Case，若线程后续一直没有执行新的查询或导入，从此不再分配内存，陷入一种所谓的 idle 状态。用户预期是查询结束后，内存是可以释放掉的，但实际上此场景下若线程没有退出，Thread Cache 并不会清理。

不过通常无需关注 Thread Cache，在进程可用内存不足时，若 Thread Cache 的大小超过 1G，Doris 将手动 Flush Thread Cache。

Dirty Page 内存过大

extents:        size ind       ndirty        dirty       nmuzzy        muzzy    nretained     retained       ntotal        total
                4096   0            7        28672            1         4096           21        86016           29       118784
                8192   1           11        90112            2        16384           11        90112           24       196608
               12288   2            2        24576            4        49152           45       552960           51       626688
               16384   3            0            0            1        16384            6        98304            7       114688
               20480   4            0            0            1        20480            5       102400            6       122880
               24576   5            0            0           43      1056768            2        49152           45      1105920
               28672   6            0            0            0            0           13       372736           13       372736
               32768   7            0            0            1        32768           13       425984           14       458752
               40960   8            0            0           31      1150976           35      1302528           66      2453504
               49152   9            4       196608            2        98304            3       139264            9       434176
               57344  10            0            0            1        57344            9       512000           10       569344
               65536  11            3       184320            0            0            6       385024            9       569344
               81920  12            2       147456            3       241664           38      2809856           43      3198976
               98304  13            0            0            1        86016            6       557056            7       643072
              114688  14            1       102400            1       106496           15      1642496           17      185139

减小 be.conf 中 JEMALLOC_CONF 的 dirty_decay_ms 到 2000 ms 或更小，be.conf 中默认 dirty_decay_ms 为 5000 ms。Jemalloc 会在 dirty_decay_ms 指定的时间内依照平滑梯度曲线释放 Dirty Page，参考 Jemalloc opt.dirty_decay_ms，当 BE 进程可用内存不足触发 Minor GC 或 Full GC 时会按照一定策略主动释放所有 Dirty Page。

Jemalloc Profile 中的 extents 包含 Jemalloc 所有 arena 中不同 Page Size 的 Bucket 的统计值，其中 ndirty 是 Dirty Page 的个数，dirty 是 Dirty Page 的内存总和。参考 Jemalloc 中的 stats.arenas.<i>.extents.<j>.{extent_type}_bytes 将所有 Page Size 的 dirty 相加得到 Jemalloc 中 Dirty Page 的内存字节大小。

Jemalloc Metadata 内存分析

若 Label=tc/jemalloc_metadata, Type=overview Memory Trakcer 的值较大，说明 Jemalloc 或 TCMalloc Metadata 内存使用多，Doris 使用 Jemalloc 作为默认的 Allocator，所以这里只分析 Jemalloc Metadata 内存使用多的情况。

MemTrackerLimiter Label=tc/jemalloc_metadata, Type=overview, Limit=-1.00 B(-1 B), Used=144 MB(151759440 B), Peak=-1.00 B(-1 B)

Label=tc/jemalloc_metadata Memory Tracker 在 Doris 2.1.6 之后才被添加，过去 Jemalloc Metadata 被包含在 Label=tc/jemalloc_cache Memory Tracker 中。

Jemalloc Metadata 查看方法

查看 Doris BE 的 Web 页面 http://{be_host}:{be_web_server_port}/memz（webserver_port默认8040）可以获得 Jemalloc Profile，查找 Jemalloc Profile 中关于 Jemalloc 整体的内存统计如下，其中 metadata 就是 Jemalloc Metadata 的内存大小。

Allocated: 2401232080, active: 2526302208, metadata: 535979296 (n_thp 221), resident: 2995621888, mapped: 3221979136, retained: 131542581248

Allocated Jemalloc 为 BE 进程分配的内存总字节数。
active Jemalloc 为 BE 进程分配的所有 Page 总字节数，是 Page Size 的倍数，通常大于等于 Allocated。
metadata Jemalloc 的元数据总字节数，和分配和缓存的 Page 个数、内存碎片等因素都有关，参考文档 Jemalloc stats.metadata
retained Jemalloc 保留的虚拟内存映射大小，也没有通过munmap或类似方法返回给操作系统，也没有强关联物理内存。参考文档 Jemalloc stats.retained

Jemalloc Metadata 内存过大

Jemalloc Metadata 大小和进程虚拟内存大小正相关，通常 Doris BE 进程虚拟内存大是因为 Jemalloc 保留了大量虚拟内存映射，即上面的 retained。返回给 Jemalloc 的虚拟内存默认都会缓存在 Retained 中，等待被复用，不会自动释放，也无法手动释放。

造成 Jemalloc Retained 大的根本原因是 Doris 代码层面内存复用不足，导致需要申请大量虚拟内存，这些虚拟内存释放后进入 Jemalloc Retained。通常虚拟内存和 Jemalloc Metadata 大小的比值在 300-500 之间，即若有 10T 的虚拟内存，Jemalloc Metadata 可能占用 20G。

如果遇到 Jemalloc Metadata 和 Retained 持续增大，以及进程虚拟内存过大的问题，建议考虑定时重启 Doris BE 进程，通常这只会在 Doris BE 长时间运行后出现，而且只有少数 Doris 集群会遇到。目前没有不损失性能的方法降低 Jemalloc Retained 保留的虚拟内存映射，Doris 正在持续优化内存使用。

如果频繁出现上述问题，参考下面的方法。

一个根本解决方法是关闭 Jemalloc Retained 缓存虚拟内存映射，在 be.conf 中 JEMALLOC_CONF 后面增加 retain:false 后重启 BE。但查询性能可能会明显降低，测试 TPC-H Benchmark 性能会降低 3 倍左右。
Doris 2.1 上可以关闭 Pipelinex 和 Pipeline，执行 set global experimental_enable_pipeline_engine=false; set global experimental_enable_pipeline_x_engine=false;，因为 pipelinex 和 pipeline 会申请更多的虚拟内存。这同样会导致查询性能降低。

Jemalloc Cache 内存分析​

Jemalloc Cache 查看方法​

Thread Cache 内存过大​

Dirty Page 内存过大​

Jemalloc Metadata 内存分析​

Jemalloc Metadata 查看方法​

Jemalloc Metadata 内存过大​