Minor и major page fault: почему page fault не всегда означает проблему с диском

Когда процесс обращается к виртуальной памяти, нужная страница не всегда уже находится в памяти именно в том состоянии, которое ожидает процесс.

Тогда возникает page fault - обращение к ядру для обработки этого случая.
Но сам факт page fault ещё не означает, что система полезла на диск.

▪️Смотрим статистику процесса

ps -o pid,comm,min_flt,maj_flt -p 1234

Или:

pidstat -r -p 1234 1

Там можно увидеть количество minor и major faults.

▪️minor fault

При minor page fault данные уже находятся в RAM, но процессу нужно, например, создать или настроить соответствующее отображение страницы.
Дисковый I/O для загрузки этой страницы не требуется.

Поэтому большое количество minor faults само по себе не означает медленный диск.

▪️major fault

При major fault для продолжения работы процесса требуется получить данные из более медленного источника, например с диска.
Условно:

minor
процесс → kernel → RAM → продолжение

major
процесс → kernel → storage → RAM → продолжение

Именно major faults интересны при поиске проблем с памятью и I/O.

▪️Смотрим процесс в реальном времени

pidstat -r -p 1234 1

Можно увидеть примерно:

PID   minflt/s   majflt/s
1234  15230.00   0.00

Здесь процесс создаёт много minor faults, но major faults нет.

Это совершенно другая ситуация, чем:

PID   minflt/s   majflt/s
1234  1200.00    85.00

Во втором случае часть обращений действительно приводит к ожиданию загрузки данных.

▪️Практический сценарий
Приложение внезапно начинает тормозить.
top показывает:

CPU: 20%
RAM: 60%

Но:

pidstat -r -p 1234 1

показывает заметный majflt/s.
Тогда стоит дополнительно посмотреть I/O:

iostat -xz 1

Возможно, процесс регулярно ждёт чтения данных со storage.

▪️Важный нюанс
Не стоит использовать количество page faults как самостоятельную метрику производительности.

Высокий minflt/s может быть совершенно нормальным для приложения с определённым характером работы с памятью.
Гораздо интереснее смотреть на major faults вместе с latency и I/O activity.

То есть:

page fault
    ↓
minor или major?
    ↓
если major → есть ли реальный I/O?
    ↓
где процесс проводит время?

Сам по себе page fault - это не ошибка. Это механизм, который Linux постоянно использует при работе с виртуальной памятью.

BashTex 📱 #bash #systemd