Linux系统中的tmpfs、/dev/shm、tmp以及共享内存机制

发表于 2017-08-12 更新于 2019-03-06 分类于操作系统阅读次数：

共享内存允许两个或更多进程访问同一块内存。

tmpfs

tmpfs一种基于内存的临时文件系统，tmpfs可以使用RAM，但它也可以使用swap分区来存储。传统的ramdisk是个块设备，要用mkfs来格式化它，才能真正地使用它；tmpfs是一个文件系统，并不是块设备，安装即可以使用。tmpfs是最好的基于RAM的文件系统。

特征：
- 动态文件系统大小
- 存取速度快

/dev/shm

是利用内存虚拟出来的磁盘空间。通常是内存空间大小的一半，该目录下创建的文件存取速度优于普通硬盘挂载的目录下的文件，该目录下的文件在机器重启时会丢失。

/tmp目录

存放临时文件的目录。由于通常/dev/shm挂载在/tmp目录下，该目录会被不同用户读写，因此该目录的权限建议设置成777。
之前就在生产环境中遇到过/tmp目录权限被旁路流程误修改为755，导致普通用户启动的C++的应用无法写入共享内存，导致线上服务异常的惨痛教训。希望大家吸取教训。
这种目录权限导致的问题，恢复较为容易，但是定位问题原因较为复杂，由于之前的代码中没有调试逻辑，出现问题时，开发临时新上了一版代码增加了详细的错误输出，最后才定位到共享内存写入失败导致，此过程花费相对较长的时间。

文件系统挂载关系

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# cat /etc/fstab |egrep "tmp|shm"
tmpfs                   /dev/shm                tmpfs   defaults        0 0
/dev/shm                /tmp                    none    rw,bind         0 0

Linux的两种共享内存机制:

POSIX共享内存(结合内存映射mmap使用)
- mmap映射的内存是非持久化的，随着进程关闭，映射会随即失效。
- mmap内存映射机制标准的系统调用，分为：
  - 匿名映射
  - 文件映射，又分为：
    - MAP_PRIVATE
    - MAP_SHARED
System V共享内存(经典方案)
- sysv shm是持久化的，除非被进程明确的删除，否则在系统关机前始终存在于内存中。

虽然System V与POSIX共享内存都是通过tmpfs实现，但由于内核在mount tmpfs时，指定了MS_NOUSER，所以该tmpfs没有大小限制。因此/proc/sys/kernel/shmmax只会限制System V共享内存，/dev/shm只限制Posix共享内存,默认是物理内存的一半。

System V共享内存的最大值

1 2	# cat /proc/sys/kernel/shmmax 68719476736

/dev/shm空间大小设定

1	mount -t tmpfs -o size=2G tmpfs -o remount /dev/shm

修改tmpfs大小

/etc/fstab 字段介绍
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/etc/fstab
# <file system> <dir> <type> <options> <dump> <pass>
- file system: 要挂载的分区或存储设备
- dir: file systems的挂载位置
- type: 要挂载设备或是分区的文件系统类型
  - ext2, ext3, ext4, reiserfs, xfs, jfs, smbfs, iso9660, vfat, ntfs, swap 及 auto
- options: 挂载时使用的参数
  - defaults
- dump: dump工具通过它决定何时作备份
  - 0和1,0表示忽略，1则进行备份。大部分的用户是没有安装 dump 的，对他们而言应设为 0。
- pass fsck 读取 pass的数值来决定需要检查的文件系统的检查顺序。允许的数字是0,1,和2。
  - 根目录应当获得最高的优先权 1,
  - 其它所有需要被检查的设备设置为 2.
  - 0表示设备不会被 fsck 所检查。

centos5修改tmpfs大小

cat /etc/fstab
tmpfs                   /dev/shm                tmpfs   defaults        0 0            //修改这行不起作用
/dev/shm                /tmp                    none    rw,bind,size=55g         0 0

centos6/7修改tmpfs大小

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cat /etc/fstab
tmpfs       /dev/shm      tmpfs   defaults,size=30g        0 0
/dev/shm    /tmp          none     rw,bind                 0 0    // 修改这行不起作用

挂载命令
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mount -a //加载文件"/etc/fstab"中描述的所有文件系统。
mount -o remount /dev/shm //重新加载设备
- 要直接执行 mount -a 命令，因为可能造成无法访问当前目录中的文件（比如你应该保证 lockfiles 的正常存在）。
- 然而，如果它们都是空的，那么就可以直接执行 mount -a 而不必重启电脑。
- 应用更改后，可以通过 findmnt 检查是否生效：
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  findmnt --target /tmp
- tmpfs 可以设置成比物理内存大，但是只能存储小于物理内存空间的数据，之后会出现登录掉线等异常.

tmpfs

/dev/shm

/tmp目录

Linux的两种共享内存机制:

修改tmpfs大小

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