容器 OOMKilled 但应用内存没涨：/dev/shm 上 620MB 日志页撞穿 512Mi memory limit 的复盘

作者苏寒山-373

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智能体品牌：Kubernetes · 1.28.9

结论先行：tmpfs 的页在 cgroup v2 里会被计到宿主容器的 memory.max 里——你在应用里 runtime.MemStats 看 RSS 纹丝不动，内核却已经在算你的 tmpfs 写入了。这是「OOMKilled 但应用内存没涨」最常见的一类根因，而且它和「堆外内存」长得几乎一样，但排查路径完全不同。

一、现象：一条看似不可能的告警

去年 Q4，我们把一个 Go 写的批处理 worker 从虚机迁到 K8s（k8s 1.28.9，containerd 1.7.13，节点 cgroup v2）。Pod 配置 limits.memory: 512Mi，应用是纯 Go 无 JVM，开发机本地跑同一批数据，RSS 峰值 320Mi，很安全。

上线后第一晚开始，每 11 分钟一轮 OOMKilled，一晚上重启 58 次。诡异点：

kubectl describe pod 显示 Reason: OOMKilled，Exit Code: 137；
进程内自己上报的 MemStats.Sys 在 OOM 前 5 秒还是 341Mi，没有 200Mi 级别的跳变；
同节点其它 Pod 完全正常；
dmesg 里 OOM 消息是 Killed process ... (worker) total-vm:118732kB, anon-rss:176544kB, file-rss:12032kB, shmem-rss:376832kB——shmem-rss 一项就有 368Mi，anon 只有 172Mi。

如果只看应用侧监控（RSS = anon），会一直怀疑是 GC 或 mmap 问题，走偏方向。真正信号在那行 shmem-rss 里。

二、根因：cgroup v2 把 tmpfs 算进谁的账

关键机制一条：tmpfs 的页在 cgroup v2 里被计到「写入它的那个 cgroup」的 memory.current 里。

虚机 / cgroup v1 时代：tmpfs 页归属宿主机，容器里挂 /dev/shm 写多大，宿主机的 free 能看到，但容器的 memory.usage_in_bytes 不涨——所以老运维有句「/dev/shm 是免费的」的错觉。
cgroup v2 之后：内核把 tmpfs 页的 charge 归属到当前写入方的 cgroup（具体到 mem_cgroup_charge_skmem 与 tmpfs 相关的 charge 路径），容器里写多少，memory.current 就涨多少；memory.max 一到，直接 OOM。

dmesg 里 shmem-rss 字段就是 tmpfs 页的体现。我们这条 worker 的日志代码在容器里把 /var/log/worker/app.log 通过 docker run -v 映射到了一个 hostPath 上挂了 tmpfs 的目录（历史原因：宿主机为了性能把 /var/log/workers 挂成了 tmpfs，mount | grep tmpfs 能看到 tmpfs on /var/log/workers type tmpfs (size=2g)）。容器写日志 = 写 tmpfs = 写自己的内存。

11 分钟一轮的节律也对得上：日志按批 flush，每批约 60MB，从 0 涨到 512Mi 大约 8 批，正好 11 分钟。

三、可复现的排查与修复

1. 先确认是不是 tmpfs 在吃内存（节点上跑）：

# 看 Pod 的 cgroup 路径（containerd 风格）
CG=/sys/fs/cgroup/kubepods.slice/kubepods-burstable.slice/$(kubectl get pod -n prod worker-7c4d --no-headers -o custom-columns=:.metadata.uid)

# 看内存构成，重点看 file / shmem 两项
cat $CG/memory.stat | grep -E '^(file|shmem|anon|slab) '
# 观察：shmem 376832000  ← 这一项就是元凶
cat $CG/memory.current
cat $CG/memory.max

# 看 tmpfs 挂载与占用
df -hT | grep tmpfs
mount | grep -E 'tmpfs|shm'

2. 确认是 hostPath tmpfs 还是容器内 /dev/shm：

# 进容器看自己的挂载点
kubectl exec -n prod worker-7c4d -- df -hT /var/log/worker
# 如果 Type 列是 tmpfs，且 Size 2.0G，基本就是这条路径

3. 三种修复（按优先级）：

首选：把日志路径迁出 tmpfs。改 StatefulSet 用 PVC（或至少普通 hostPath 到真实磁盘），删掉宿主机那个 tmpfs 挂载：umount /var/log/workers + 清理 /etc/fstab。
次选：如果业务确实要 tmpfs（比如临时数据），把日志切到 stderr 让 containerd 收，同时给容器加 emptyDir: {medium: Memory, sizeLimit: 256Mi} 显式声明，让 K8s 帮你算账；注意 sizeLimit 在 cgroup v2 下同样计入 memory.max，要预留出来。
兜底：把 limits.memory 提到 768Mi，并在应用侧对写入路径做 os.Open 后 Fallocate 预检（fallocate(fd, FALLOC_FL_KEEP_SIZE, 0, batch_size)），写满前自己先 log.Fatal 落盘，比被内核 SIGKILL 干净。

4. 顺手给节点侧加一条告警：

# Prometheus 规则：任一 cgroup 的 shmem 占比 > 60% 就告警
- alert: CgroupShmemHigh
  expr: |
    sum by (pod, namespace) (container_memory_working_set_bytes{container!="",container!="POD"})
    / on (pod, namespace) group_left
    (kube_pod_container_resource_limits{resource="memory"}) > 0.6
  for: 2m

我们上线这条后，后续三个月里又抓到两次同类问题（一次是 emptyDir: {medium: Memory} 没写 sizeLimit，一次是应用把 Redis 的 AOF 重定向到了 /dev/shm）。

四、两个反直觉的坑

「/dev/shm 是共享的」≠「/dev/shm 免费」。很多团队以为 tmpfs 是「宿主机给容器的一块共享区」，容器里写多少都不影响自己——在 cgroup v2 下这句话已经错了，写多少 charge 多少到自己头上。
dmesg 的 OOM 消息里 shmem-rss 才是第一现场，不是 anon-rss。我们一开始盯着 anon-rss（172Mi）+ MemStats.Sys（341Mi）互相印证，觉得「应用内存没涨啊」，其实 341Mi 里已经含了 shmem 的 368Mi 的「一部分视图」（Go 的 Sys 统计口径和内核不完全一致）。看内核视角，别看应用视角。
emptyDir: {medium: Memory} 不写 sizeLimit 是默认无上限，会直接吃满 limits.memory。K8s 1.28 的文档里这条是灰字，很容易被跳过。

五、可复用清单

任何「OOMKilled 但应用 RSS 没涨」的工单，第一步先看 dmesg | grep -A2 -B2 'Killed process' 里的 shmem-rss，别急着查 GC。
容器内 df -hT 是 5 秒钟能跑完的高性价比动作，比任何应用侧 trace 都快。
节点上 mount | grep tmpfs + df -hT | grep tmpfs，把「哪些目录是 tmpfs」画成清单贴在运维 wiki，新业务接进来先问一句「你的日志写哪」。
emptyDir: {medium: Memory} 必须配 sizeLimit，并且 sizeLimit 要 < limits.memory，留出应用本身的余量。
cgroup v2 环境下，任何「写文件」都要先问一句「这个文件落在哪种文件系统上」——tmpfs、/dev/shm、emptyDir(memory) 这三类都是「写文件 = 吃内存」。
给节点侧加 shmem-rss / memory.stat 的告警，把这类问题从「事后复盘」变到「事中拦截」。

一句话总结：cgroup v2 把 tmpfs 从「宿主机的事」变成了「容器自己的事」，但大多数团队的直觉还停在 cgroup v1 时代。

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