CN100426225C - 一种内存保护方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内存保护方法，所述方法包括：当系统处于内存短缺告警时，检测系统内存，检查是否满足解除内存短缺告警条件；在满足解除内存短缺告警条件的情况下，检查此时解除告警是否将产生内存振荡；在将产生内存振荡的情况下，延迟一段时间T_delay后，再发送内存恢复通报以解除内存短缺告警。本发明同时还公开了一种内存保护系统。通过本发明的内存保护系统及方法可以有效地抑制内存振荡，增强系统的稳定性、可靠性和安全性。

Description

一种内存保护方法及其系统

技术领域

本发明涉及内存管理技术，尤其涉及一种内存保护方法及其系统。

背景技术

内存在系统中是必不可少但又有限的资源，因此内存的管理和保护对于系统是必不可少的。目前，各种系统均采用了一些机制对系统内存进行管理和保护。其中“memory shortage(内存短缺)”机制就是一种常用的内存保护机制。

现在的内存保护方法大都同“memory shortage”机制相似，是通过“内存告警”和“内存恢复”实现对内存的管理和保护。当系统内存不足时，系统采取措施通知系统中的上层应用模块，告知当前内存的使用情况，上层应用模块就对应用程序申请内存采取一定的限制措施；而当正在使用内存的应用程序释放了内存，使得内存使用率降低到某个特定值时，系统通知上层应用模块当前的内存使用状况，上层应用模块就解除应用程序申请内存时的限制。

现有技术中设定了两个门限值(阈值)，即内存告警门限R_alarm和内存恢复门限R_restore。其中内存告警门限是发出内存短缺告警的门限值，而内存恢复门限是解除所述内存短缺告警的门限值。

现有技术中，系统为应用模块分配内存时，首先检测内存，当发现系统内存使用率R高于内存告警门限R_alarm时，通知系统的上层应用模块当前系统处于内存短缺告警状态，接到该信息后应用模块将采取相应措施，诸如输出内存短缺告警信息，删除和重新计算路由，降低系统支持的最大路由容量规格等等。而当有应用模块释放内存时，系统也对内存进行检测，在系统内存使用率R处于内存恢复门限R_restore以下时，就通过通知应用模块解除内存短缺告警。

现有技术中，通过上述过程实现对于内存的管理和保护，然而当内存的申请和释放比较频繁的时候，系统就会在短时间内由“告警”到“恢复”，再又由“恢复”到“告警”，这样在“告警”和“恢复”之间来回变化，这种现象被称为“内存振荡”。内存振荡的出现会对系统造成许多不良影响，使得系统不稳定，使系统的稳定性、可靠性和安全性大大降低，对上层应用模块也会造成不良影响。

按照目前的实现机制，内存告警门限和内存恢复门限的设定取决于当前系统内存配置的多少，下表是内存配置于内存告警门限和内存恢复门限设置的一个实例。

表1内存配置与门限值设定的关系

系统可用内存	内存告警门限(％)	内存恢复门限(％)
			＜＝128MB	80	70
＞128MB且＜＝256MB	85	80
			＞256MB且＜＝512MB	90	85
＞512MB	95	92

从表中可以看出，现有的实现机制中，内存告警门限比内存恢复门限高，使得系统从内存短缺告警到解除内存短缺告警有一定的缓冲，而不是一旦内存使用率低于内存告警门限就解除告警。这种做法对可能出现的内存振荡具有一定的抑制功能。

但是，由于现有机制是通过一段内存空间来实现系统从内存告警到内存恢复的缓冲，如果系统处理能力进一步增强，而系统内存空间有限，即使缓冲区设定得再大，从内存告警到内存恢复的时间仍然很短，因此，对于该方法内存的保护力量就比较微弱，内存振荡也变得无法抑制。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种能够有效抑制内存振荡的内存保护方法及其系统。

有鉴于此，本发明提供了一种内存保护方法，所述方法包括：

步骤1，当系统处于内存短缺告警时，检测系统内存，检查是否满足解除内存短缺告警条件；

步骤2，在满足解除内存短缺告警条件的情况下，检查此时解除告警是否将产生内存振荡；

步骤3，在将产生内存振荡的情况下，延迟一段时间T_delay后，再发送内存恢复通报以解除内存短缺告警。

上述的内存保护方法，所述步骤3中，在延迟一段时间T_delay之后，在发送内存恢复通报之前，进一步包括：

步骤3a，再次检测系统内存，检查当前是否仍然满足解除内存短缺告警条件，当系统当前仍处于满足解除内存短缺告警条件的状态时，执行发送内存恢复通报的步骤。

上述的内存保护方法，其中所述的检测系统内存包括以下步骤：

计算系统当前的内存使用率R，当内存使用率R低于内存恢复门限R_restore时，则确定系统处于满足解除内存短缺告警条件的状态。

上述的内存保护方法，其中步骤2所述的检查此时解除告警是否将产生内存振荡包括以下步骤：

步骤2a，计算上次内存短缺告警至此时解除内存短缺告警的时间、计算前M次内存短缺告警至解除内存短缺告警的时间的平均值或者计算前M次内存短缺告警至解除内存短缺告警的时间的加权平均值，将计算结果作为T_cost，其中，M为大于1的整数；

步骤2b，比较T_cost和内存短缺告警至解除内存短缺告警的标准时间长度T_standard，如果T_cost小于T_standard，则确定为将发生内存振荡。

上述的内存保护方法，其特征在于，所述的T_delay为恒定值，或者为产生内存振荡可能性的增函数。

上述的内存保护方法，其中所述的T_delay为T_standard和T_cost差值的增函数。

上述的内存保护方法，其中所述的T_delay同T_standard和T_cost的差值成线性增加关系。

通过本发明的内存保护方法，能够对系统内存进行更好的保护，可以有效地抑制内存振荡，克服现有技术中内存保护方法的缺陷，提高系统的安全性稳、定性和可靠性。

此外，本发明还提供了一种内存保护系统，其特征在于，所述系统包括：

内存状态检测模块，用于在系统处于内存短缺告警时，对内存使用情况进行检测，检查是否满足解除内存短缺告警条件，并将其检查确定的结果通知内存振荡处理模块；

内存振荡处理模块，用于在所述内存状态检测模块检查确定的结果为满足解除内存短缺告警条件的情况下，检查当前解除内存短缺告警是否将产生内存振荡，并在将出现内存振荡的情况下，执行一段时间的延时，然后再发送信号通知通报处理模块发送内存恢复通报；

通报处理模块，用于发送内存恢复通报通知系统解除内存短缺告警。

上述的内存保护系统，其中所述内存振荡处理模块包括：

内存振荡检测模块，用于在所述内存状态检测模块检查确定的结果为满足解除内存短缺告警条件的情况下，检查当前解除内存短缺告警是否将产生内存振荡，在将出现内存振荡的情况下，发送信号通知延时模块执行一段时间的延时；

延时模块，用于执行延时并在延时结束后发送信号通知通报处理模块发送内存恢复通报。

上述的内存保护系统，其中所述内存振荡处理模块包括：

内存振荡检测模块，用于在所述内存状态检测模块检查确定的结果为满足解除内存短缺告警条件的情况下，检查当前解除内存短缺告警是否将产生内存振荡，在将出现内存振荡的情况下，发送信号通知延时模块执行一段时间的延时；

延时模块，用于执行延时并在延时结束后向所述通报处理模块发送信号；

内存状态复检模块，用于获取延时模块发送给所述通报处理模块的信号，并再次检测系统内存，检查当前状态是否满足解除内存短缺告警条件，在当前状态仍满足解除内存短缺告警条件的情况下，将所述延时模块发送给所述通报处理模块的信号转发给所述通报处理模块，通知所述通报处理模块发送内存恢复通报。

本发明的内存保护方法及其系统在内存层采取了与时间相关的抑制措施，有效地抑制了内存振荡，从而增强了系统的稳定性、可靠性和安全性，避免了因内存振荡而给上层应用模块带来的不利影响。

附图说明

图1为本发明的内存保护系统结构示意框图；

图2为本发明的内存保护系统的第一实施例的结构示意框图；

图3为本发明的内存保护方法的第一实施例的流程图；

图4为本发明的内存保护系统的第二实施例的结构示意框图；

图5为本发明的内存保护方法的第二实施例的流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种内存保护方法及其系统，该内存保护系统通过在系统处于可以解除内存短缺告警的情况下，在可能出现内存振荡时，执行延迟处理来实现对内存振荡的抑制。

为此，在本发明中设置了一个标准时间长度T_standard作为内存短缺告警至解除内存短缺告警的标准时长。该T_Standard与硬件配置等相关，当连接在网络中时还与网路连接复杂度相关，通常该值在5秒中至90秒之间。此外，还设置了T_restore和T_alarm，其中T_restore代表可以解除内存短缺告警的时刻，诸如当前内存使用率R低于内存恢复门限R_restore的时刻，T_alarm代表距当前时刻最近一次的内存短缺告警时刻，诸如距当前时刻最近的一次的内存使用率R高于内存告警门限R_alarm的时刻。并设定了一个T_cost，代表距当前最近一次内存短缺告警时刻至可以解除内存短缺告警时刻的之间的时间，即T_cost＝T_restore-T_alarm。

在本发明的方法中，使用标准时间长度T_standard和当前最近一次内存短缺告警时刻至可以解除内存短缺告警时刻之间的时间T_cost来确定是否可能发生内存振荡，例如，当T_cost小于标准时间长度T_standard时，则可确定为可能发生内存振荡。

图1示出了本发明的内存保护系统的结构示意框图。本发明的内存保护系统包括：

内存状态检测模块，用于在系统处于内存短缺告警时，对内存使用情况进行检测，检查是否满足解除内存短缺告警条件，并将检查确定的结果通知内存振荡处理模块；

内存振荡处理模块，用于在所述内存状态检测模块的检查确定结果为满足解除内存短缺告警条件的情况下，检查当前解除内存短缺告警是否将产生内存振荡，在将出现内存振荡的情况下，执行一段时间的延时，然后再发送信号通知通报处理模块发送内存恢复通报；

通报处理模块，用于发送内存恢复通报通知系统解除内存短缺告警。

图2示出了本发明的内存保护系统的一个实施例的结构示意框图。在图2所示的本发明的内存系统中，所述系统包括：内存状态检测模块、内存振荡处理模块和通报处理模块。图2所示的内存振荡处理模块进一步包括：

内存振荡检测模块，用于在所述内存监控及状态检测模块的检查确定的结果为可以解除内存短缺告警的情况下，检查当前解除内存短缺告警是否将产生内存振荡，在将出现内存振荡的情况下，发送信号通知延时模块执行一段时间的延时；和延时模块，用于执行延时并在延时结束后发送信号通知通报处理模块发送内存恢复通报。

通过本发明的内存保护系统，利用本发明的内存保护方法即可实现对内存振荡的有效抑制。

下面将参考图3详细地描述本发明的内存保护系统以及内存保护方法的第一实施例。

如图3所示，本发明的内存包括方法包括以下步骤：

步骤一，在系统处于内存短缺告警的情况下，对内存进行检测，检查当前的内存状态是否可以解除内存短缺告警。

例如，当系统监控到系统处于内存短缺告警状态且应用程序释放内存时，内存状态检测模块可通过计算内存使用率R获取当前的内存使用信息，通过检测内存使用率R是否低于内存恢复门限R_restore来检查当前内存状态是否满足解除内存短缺告警条件，即确定当前是否可以解除内存短缺告警，当R＜R_restore，即内存使用率R低于内存恢复门限R_restore时，则认为可以解除内存短缺告警，而当R≥R_restore时，即内存使用率R没有达到内存恢复门限R_restore的情况下，继续维持内存短缺告警。

步骤二，在满足解除内存短缺告警条件之后，检查当前状态下解除内存告警是否将会产生内存振荡。例如，在当前的内存使用率R低于内存恢复门限R_restore时，内存振荡检测模块进一步检查在该时刻解除内存短缺告警是否会产生内存振荡。例如，可以通过比较上次内存短缺报警至此时解除内存短缺告警的时间T_cost和标准时间长度T_standard来确定，当T_cost小于标准时间长度T_standard时，则认为可能发生内存振荡。

步骤三，如果检查确定的结果为可能发生内存振荡，则由延时模块执行延时处理，即延长一段时间T_delay(此处T-dealy＞0)，之后发送信号通知通报处理模块向系统的上层应用模块发送内存恢复通报，通知系统的上层应用模块解除内存短缺告警。而在经检查后认为不会发生内存振荡的情况下，即T_cost≥T_standard时，直接通知通报处理模块向上层应用模块发送内存恢复通报，通知其解除内存短缺告警。

通过上述内存保护方法，在可能产生内存振荡时，通过延长一段时间解除内存短缺告警，就可以控制内存短缺告警至内存恢复之间的时间，使其处于不会发生内存振荡的安全范围内，从而有效地抑制了内存振荡，增强了系统的稳定性、可靠性和安全性。

图4还示出了本发明的内存保护系统的的第二实施例。与图2所示的第一实施例对比，可以看出，图4中的内存保护系统新增了一个内存状态复检模块，所述模块用于获取延时模块发送给通报处理模块的信号，并再次检测系统内存，检查当前状态是否可以解除内存短缺告警，在当前状态仍可解除内存短缺告警的情况下，将所述延时模块发送的信号转发给所述通报处理模块通知其发送内存恢复通报。

通过图4所示的内存保护系统的第二实施例，可以更加有效的抑制内存振荡的出现。下面将结合图5详细描述在本发明的内存保护系统的第二实施例中抑制内存振荡的具体方法。

通过对比图3和图5可以看出，图5中所示的方法与图1所示的方法的不同之处在于，在经内存振荡检测模块检查后，确定可能发生内存振荡的情况下，延迟一段时间T_delay之后，并不立即发送信号通知通报处理模块发送内存恢复通报，而是通过内存状态复检模块进一步确认延时T_delay之后的这个时刻系统是否仍然处于可以解除内存短缺告警的状态，在系统依然处于可以解除内存短缺告警状态时，才通知通报处理模块向上层应用模块发送内存恢复通报，例如，仅当延迟一段时间T_delay之后的内存使用率R仍然低于内存恢复门限R_restore时，才向通报处理模块发送信号，通知该模块向上层应用模块发送内存恢复通报。

图5示出的内存保护方法具有更大的优势，这是由于在CPU处理能力非常强的情况下，在这段延迟时间T_delay内，很可能其它应用程序还在申请内存，从而导致此时的内存使用率高于内存恢复门限，而这时解除告警时，系统可能很快就又要进入内存短缺告警状态，因此如果通过这个附加的内存状态复检模块，可以进一步提高系统的稳定性、可靠性和安全性，更加有效地抑制内存振荡。

在上述的内存保护方法中，还可以通过其它方式检查是否发生了内存振荡。例如，可以设T_cost为本次解除内存短缺告警之前的前M次内存短缺告警至内存恢复的时间的平均值，计算该平均值并将其作为T_cost，通过使用该平均值T_cost与内存短缺告警至内存恢复的标准时间长度T_standard进行比较，来确定是否可能出现内存振荡。当然，还可以计算本次解除内存短缺告警之前的前M次内存短缺告警至内存恢复的时间的加权平均值，内存恢复时刻离本次越近，则权值越大，将计算所得的加权平均值作为T_cost，通过对该T_cost与标准时间长度T_standard进行比较也可确定是否可能发生内存振荡。此处，M为整数，且大于1，由于该平均值T_cost的计算也会耗费一定的内存资源，因此该值不能过大，优选为10。

此外，需要注意的是，本发明中延迟向上层应用模块通报内存恢复信息的时间T_delay可以是一个恒定值，也可以是一个变化的值。当T_delay为恒定值时，可以设置该值大于或者等于T_delay以保证可以更好地抑制内存振荡的出现。优选地，延迟向上层应用模块通报内存恢复信息的时间T_delay与产生内存振荡的可能性相关，产生内存振荡的可能性越大，则延迟的时间越长。例如，该时间T_delay可以是T_standard与T_cost的差值的增函数，即T_cost与T_standard的差值越大，T_delay时间越长。例如，可以采用简单的关系，T_delay＝k(T_standard-T_cost)+C，其中，k为比例系数，且k＞0，T_standard-T_cost＞0，即延迟向上层应用模块通报内存恢复信息的时间T_delay与T_standard-T_cost的值成线性增加关系，当取C为0时，则两者成正比例。另外，还可以取k值为1、C为0，即T_delay等于T_standard与T_cost的差值。此处的T_cost可以是前面所设的任一个T_cost，即可以为上次内存短缺告警至此时解除内存短缺告警的时间、前M次内存短缺告警至解除内存短缺告警的时间的平均值或加权平均值。

另外，需要指出的是，本发明中的标准时间长度T_standard，与上述的内存告警门限和内存恢复门限一样，是需要事先设定的值，该值取决于系统硬件配置情况，诸如CPU处理能力和内存配置等，当连接在网络中时，还取决于网络连接的复杂度，诸如路由器连接复杂度，因此系统配置不同，网络连接不同，该值可能也不同，通常该值在5秒至90秒之间，实践过程中，可以通过实验确定该值。

本发明解决内存振荡的方法和系统，对内存短缺告警的解除进行了进一步的限制，在可能发生内存振荡的情况下，采取了延迟处理，因此可以有效地抑制内存振荡，进而提高系统的稳定性、可靠性和安全性，避免了内存振荡给上层应用模块造成的不良影响。

此外，还需要注意的是，以上描述通过实施例的方式对本发明进行了说明，这些实施例是为了更好的说明本发明，而不是对本发明的限制。此外，需要指出的，本发明还存在许多变型和替代，例如，还可以根据本发明的思想，通过其它方式实现内存振荡的检测，而且本发明的系统和方法既可以通过硬件实现，也可以通过软件实现，但是这些变型和替代并没有超出本发明的精神和范围，均属于本发明的范畴。

Claims (10)

1.一种内存保护方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，当系统处于内存短缺告警时，检测系统内存，检查是否满足解除内存短缺告警条件；

步骤2，在满足解除内存短缺告警条件的情况下，检查此时解除告警是否将产生内存振荡；

步骤3，在将产生内存振荡的情况下，延迟一段时间T_delay后，再发送内存恢复通报以解除内存短缺告警。

2.根据权利要求1所述的内存保护方法，其特征在于，步骤1中检测系统内存具体包括以下步骤：

计算系统当前的内存使用率R，当内存使用率R低于内存恢复门限R_restore时，则确定系统处于满足解除内存短缺告警条件的状态。

3.根据权利要求1所述的内存保护方法，其特征在于，步骤2所述的检查此时解除告警是否将产生内存振荡具体包括以下步骤：

步骤2a，计算上次内存短缺告警至此时解除内存短缺告警的时间、计算前M次内存短缺告警至解除内存短缺告警的时间的平均值或者计算前M次内存短缺告警至解除内存短缺告警的时间的加权平均值，将计算结果作为T_cost，其中，M为大于1的整数；

步骤2b，比较T_cost和内存短缺告警至解除内存短缺告警的标准时间长度T_standard，如果T_cost小于T_standard，则确定为将发生内存振荡。

4.根据权利要求1所述的内存保护方法，其特征在于，所述的T_delay为恒定值，或者为产生内存振荡可能性的增函数。

5.根据权利要求3所述的内存保护方法，其特征在于，所述的T_delay为T_standard和T_cost的差值的增函数。

6.根据权利要求3所述的内存保护方法，其特征在于，T_standard和T_cost的差值与所述的T_delay成线性增加关系。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的内存保护方法，其特征在于，所述步骤3中，在延迟一段时间T_delay之后，发送内存恢复通报之前，进一步包括：

步骤3a，再次检测系统内存，检查当前是否仍然满足解除内存短缺告警条件，当系统当前仍处于满足解除内存短缺告警条件的状态时，执行发送内存恢复通报的步骤。

8.一种内存保护系统，其特征在于，所述系统包括：

内存状态检测模块，用于在系统处于内存短缺告警时，对内存使用情况进行检测，检查是否满足解除内存短缺告警的条件，并将检查确定的结果通知内存振荡处理模块；内存振荡处理模块，用于在所述内存状态检测模块检查确定的结果为满足解除内存短缺告警条件的情况下，检查当前解除内存短缺告警是否将产生内存振荡，并在将出现内存振荡的情况下，执行一段时间的延时，然后再发送信号通知通报处理模块发送内存恢复通报；

通报处理模块，用于发送内存恢复通报通知系统解除内存短缺告警。

9.根据权利要求8所述的内存保护系统，其特征在于，所述内存振荡处理模块包括：

内存振荡检测模块，用于在所述内存状态检测模块检查确定的结果为满足解除内存短缺告警条件的情况下，检查当前解除内存短缺告警是否将产生内存振荡，在将出现内存振荡的情况下，发送信号通知延时模块执行一段时间的延时；

延时模块，用于执行延时并在延时结束后发送信号通知通报处理模块发送内存恢复通报。

10.根据权利要求8所述的内存保护系统，其特征在于，所述内存振荡处理模块包括：

内存振荡检测模块，用于在所述内存状态检测模块检查确定的结果为满足解除内存短缺告警条件的情况下，检查当前解除内存短缺告警是否将产生内存振荡，在将出现内存振荡的情况下，发送信号通知延时模块执行一段时间的延时；

延时模块，用于执行延时并在延时结束后向所述通报处理模块发送信号；

内存状态复检模块，用于获取延时模块发送给所述通报处理模块的信号，并再次检测系统内存，检查当前状态是否满足解除内存短缺告警条件，在当前状态仍满足解除内存短缺告警条件的情况下，将所述延时模块发送给所述通报处理模块的信号转发给所述通报处理模块，通知所述通报处理模块发送内存恢复通报。

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