什么是 /proc/buddyinfo
/proc/buddyinfo 是 Linux 内核提供的一个虚拟文件，可用于诊断内存碎片
一、伙伴算法（buddy allocator）简介
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Linux 内核为了管理物理内存，把内存分成一页一页（通常4KB）。
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伙伴算法维护空闲页块的不同大小的“块”。
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块大小是 2 的幂，比如：
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order 0：1 页（4KB）
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order 1：2 页（8KB）
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order 2：4 页（16KB）
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order 3：8 页（32KB）
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依此类推...
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这些块被组织成“伙伴”，方便分配和释放，合并相邻块，减少碎片。
二、/proc/buddyinfo 文件内容格式
内容示例：
Node 0, zone DMA 5 3 2 1 0 0 0 0 0 0 0
Node 0, zone DMA32 10000 5000 2000 1000 500 250 125 60 30 15 7
Node 0, zone Normal 20000 15000 10000 5000 2500 1250 625 300 150 75 35
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每行对应一个 NUMA节点(Node) 的 内存区域(zone)。
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Node 0：表示第0个NUMA节点（大部分普通服务器只有一个NUMA节点）
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zone DMA、DMA32、Normal 是不同用途的内存区段。
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后面数字从左到右依次代表不同阶（order）的空闲块数量。
三、zone 区域介绍
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DMA：用于某些设备DMA访问的低地址内存，通常很小。
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DMA32：支持32位DMA的内存区域，64位系统有时需要。
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Normal：普通内存，绝大部分进程使用的内存来自这里。
四、order（阶）的含义
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order 0 是最小单位，一页（4KB）
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order 1 是两页（8KB）
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order 2 是四页（16KB）
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order 3 是八页（32KB）
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以此类推，order n = 2^n 页大小
五、怎么看 /proc/buddyinfo
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关注 order 0 的数量
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order 0 数量代表最小的内存块数量，最常用来分配。
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如果 order 0 数量非常少，可能导致“内存分配失败”。
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关注高阶 order 数量
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大的块数量少是正常的，因为大块难分配。
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如果所有阶都很少，说明内存非常紧张。
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结合
free、vmstat观察系统整体内存状态
六、实际场景分析举例
假设输出：
Node 0, zone Normal 1000 10 5 1 0 0 0 0 0 0 0
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1000 个 order0 空闲块比较正常
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10 个 order1，5 个 order2，说明有一些中等大小块
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0 个大块，可能是内存碎片化严重
如果：
Node 0, zone Normal 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
表示内存极度紧张，或者碎片严重，内存分配会失败。
七、内存分配失败与 buddyinfo 的关系
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当内核申请内存时，如果需要连续的物理页，会根据 order 找合适大小的空闲块。
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如果合适的 order 没有空闲块，申请失败。
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GFP_ATOMIC 分配不能睡眠，不能等待内存回收，所以更容易失败。
八、如何减少内存碎片
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保持系统负载合理，不要长时间内存高压。
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定期重启内存占用大或有内存泄漏的服务。
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调整内核参数如
vm.min_free_kbytes。 -
尽量避免大量高阶内存分配。
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升级内核版本，内核会改进内存分配算法。
九、常用命令配合 /proc/buddyinfo 观察系统内存状态
free -m # 查看内存使用
vmstat 1 5 # 观察内存、CPU负载趋势
cat /proc/buddyinfo # 查看内存空闲块情况
slabtop # 查看内核缓存使用情况
dmesg | grep -i alloc # 查看内存分配失败日志