2025-01-08 / Performance,Windows / 234浏览

性能监视器的计数器解析（一）- 内存

引入

在做性能分析的时候，Windows 中自带的 Performance Monitor 非常有效，可以用来分析一些非常复杂的性能问题。

首先，先了解下常用的内存计数器：

内存计数器

下面总结了常见的 Memory 计数器，包含含义、用途以及一些 补充说明。

计数器	含义	用途	补充说明
\Memory\Page Faults/sec	每秒发生的页面错误数量（包含软错误与硬错误）。	观察整体缺页情况，若数值过高需结合 Pages/sec 判断是否频繁磁盘 I/O（硬错误多）。	软错误不需要访问磁盘；硬错误需要从磁盘换页。
\Memory\Available Bytes	系统当前可用且未被使用的物理内存容量（字节）。	数值过低表示内存紧张，可能导致更频繁的分页和性能下降。	与 `\Memory\Available KBytes`、`\Memory\Available MBytes` 同义，单位不同。
\Memory\Committed Bytes	系统已“提交”的虚拟内存总量（所有进程 + 内核），需要物理内存或页面文件支持。	若此值不断攀升，可能暗示内存泄漏或应用正消耗大量内存。	可与 Commit Limit 对比，观察是否接近系统可承诺上限。
\Memory\Commit Limit	当前系统能承诺（Commit）的虚拟内存上限（结合物理内存 + 页面文件）。	当 Committed Bytes 逼近 Commit Limit，系统会面临内存压力，甚至可能触发 Out of Memory。	如果需要提高此上限，可增大物理内存或页面文件大小。
\Memory\Write Copies/sec	“写时复制”（Copy on Write）操作引发的页面错误速率。	多进程共享内存时，一旦有进程写入，就会触发写时复制。	对调试多进程共享内存或监控应用内存分配行为有帮助。
\Memory\Transition Faults/sec	页面从“过渡状态”转为“可访问状态”时的页面错误速率。	不一定需要磁盘访问，通常是页面还在内存中但需更新映射。	可细分页面错误原因，区分硬错误、软错误。
\Memory\Cache Faults/sec	文件系统缓存（File System Cache）读取不命中的页面错误速率。	若数值长期过高，表示缓存效率不佳，可能导致更多后续磁盘访问。	不一定直接代表磁盘 I/O，因为有时可从内存其他区域获取所需页面。
\Memory\Demand Zero Faults/sec	进程请求新的“零页”(zeroed page)导致的页面错误速率。	当应用分配新的匿名内存时触发，通常属于正常现象。	若值异常高，可表示进程短时间内申请大量内存。
\Memory\Pages/sec	每秒从磁盘换入或换出内存的页面总数（page-in + page-out）。	值过高通常意味着系统在频繁进行磁盘 I/O，暗示内存紧张或进程频繁读取新数据。	常与 `\Memory\Page Faults/sec` 联合分析，判断硬错误比例。
\Memory\Pages Input/sec	每秒从磁盘读取进内存的页面数。	监控读操作频率，若过高说明缺页换入频繁或 I/O 操作多。	通常与 `\Memory\Page Reads/sec` 一起观察。
\Memory\Page Reads/sec	每秒真正从磁盘执行的页面读操作次数。	若此值显著高，说明硬错误频繁，需要频繁从磁盘加载页面。	与 `\Memory\Pages Input/sec` 区分：一个读操作可包含多页数据，或相反。
\Memory\Pages Output/sec	每秒写出到磁盘的页面数（换出）。	若长期高，可能系统正在频繁清理或交换内存页面。	可能由内存压力或后台写回操作引起。
\Memory\Page Writes/sec	每秒执行的页面写 I/O 操作次数（换出）。	值高说明换出频繁，系统可能内存不足或进行大量后台写操作。	与 `\Memory\Pages Output/sec` 区分：一个写操作可包含多页数据。
\Memory\Pool Paged Bytes	内核分页池（Paged Pool）当前占用的字节数。	监控内核组件或驱动程序对分页池的使用情况。	值若持续增长，需排查是否有内存泄漏。
\Memory\Pool Nonpaged Bytes	内核非分页池（Nonpaged Pool）当前占用的字节数。	该部分不会被换出到磁盘，若持续上升会挤占可用内存。	同样可能暗示驱动或内核对象有内存泄漏。
\Memory\Pool Paged Allocs	内核分页池分配操作次数。	观察分页池的分配频率，若高且 Pool Paged Bytes 不断增大，需排查异常分配。	帮助识别内核对象分配过度情况。
\Memory\Pool Nonpaged Allocs	内核非分页池分配操作次数。	同理，用于监控非分页池的分配行为和频度。	高分配次数 + Pool Nonpaged Bytes 激增要格外关注。
\Memory\Free System Page Table Entries	剩余的系统页表项（PTE）数量。	若该值过低，会导致系统无法再为进程分配新的页表，出现内存错误或不稳定。	主要在系统级内存调优或排错时查看。
\Memory\Cache Bytes	文件系统缓存（File System Cache）使用的总字节数（虚拟层面）。	反映文件缓存整体规模，帮助了解系统对文件的缓存情况。	与实际驻留内存（`\Memory\System Cache Resident Bytes`）区分。
\Memory\Cache Bytes Peak	文件系统缓存使用量的历史峰值（虚拟层面）。	了解缓存的最大规模，是否在高负载期间占用内存过多。	若峰值过大可能挤占应用进程内存，从而引发频繁分页。
\Memory\Pool Paged Resident Bytes	内核分页池实际驻留在物理内存中的大小。	与 `\Memory\Pool Paged Bytes` 区分，后者是分配总量，本计数器仅指当前在 RAM 中的那部分。	判断分页池在物理内存中驻留的程度。
\Memory\System Code Total Bytes	系统可执行代码（内核 / 驱动等）在虚拟地址空间中的大小。	可监控内核 / 驱动使用的总体虚拟地址空间规模。	若持续飙升，需检查是否有异常模块或代码重复加载。
\Memory\System Code Resident Bytes	系统可执行代码实际驻留在物理内存中的大小。	观察内核、驱动程序等对物理内存的占用，防止挤占用户态进程内存。	如果显著过高，要警惕驱动泄漏或内核态占用过多资源。
\Memory\System Driver Total Bytes	系统驱动程序（driver）使用的虚拟地址空间总量。	监控驱动占用规模，帮助识别潜在驱动内存问题。	可能结合事件日志或专门驱动调试工具分析更详细信息。
\Memory\System Driver Resident Bytes	系统驱动程序实际驻留在物理内存中的大小。	若该值过高，或持续增长，需排查驱动的内存占用情况。	与 `\Memory\Pool Nonpaged Bytes` 一起看，了解驱动是否占用非分页池过多。
\Memory\System Cache Resident Bytes	文件系统缓存当前实际驻留在物理内存中的大小。	值大说明缓存利用多，读取文件时可减少磁盘 I/O，但若挤占过多会影响应用可用内存。	可与 `\Memory\Cache Bytes`、`\Memory\Available Bytes` 等计数器对比观察整体内存状态。
\Memory\% Committed Bytes In Use	(Committed Bytes / Commit Limit) × 100%。	观察已提交内存占系统承诺上限的比率，高值说明内存压力大。	若接近 100%，意味着接下来可能会触发内存不足等风险。
\Memory\Available KBytes	与 `\Memory\Available Bytes` 同义，单位为 KB。	更直观地查看可用内存，避免大数字不易读的问题。	本质与 Available Bytes 指标相同，只是换了单位显示。
\Memory\Available MBytes	与 `\Memory\Available Bytes` 同义，单位为 MB。	同上。	建议结合应用实际需求来判断是否内存不足。
\Memory\Transition Pages RePurposed/sec	每秒从过渡列表（Transition List）重新分配给其他用途的页面数量。	展示系统对处于过渡状态的页面的再利用效率。	若此值较高，说明页面频繁从过渡状态被抢占或回收再分配。
\Memory\Free & Zero Page List Bytes	处于“Free”或“Zero”列表中的物理页总字节数。	该值高说明系统有足够的空闲或归零页面可立即分配给进程。	若数值偏低，进程请求新页面时可能会引发额外延迟或分页故障。
\Memory\Modified Page List Bytes	被修改但尚未写回磁盘的页面所占用内存大小。	高说明系统有较多脏页等待写回，可能在高 I/O 环境下堆积。	当系统空闲或写回线程运行时会将其写回磁盘。
\Memory\Standby Cache Reserve Bytes	Standby Cache 中，标记为“Reserve”优先级的内存页字节数。	对应中等优先级缓存，可快速复用。	Standby Cache 是已加载但暂未被进程使用的缓存页面，划分成多个优先级。
\Memory\Standby Cache Normal Priority Bytes	Standby Cache 中，标记为“Normal”优先级的字节数。	与 Reserve、Core 优先级做区分，帮助细分缓存占用。	Normal 一般是默认优先级，可被系统回收以供其他请求使用。
\Memory\Standby Cache Core Bytes	Standby Cache 中，标记为“Core”优先级（最高）的字节数。	通常用来保存最常被再次访问的数据，不易被回收。	如果此值过大，可能会占用其他更紧急需求的内存空间。
\Memory\Long-Term Average Standby Cache Lifetime (s)	Standby Cache 中的页面在被回收前的平均停留时长（秒）。	越高表示缓存页面驻留时间久，说明可能命中率高或系统缺乏回收压力。	可辅助分析缓存效率及系统内存回收机制的积极程度。

补充说明

页面错误（Page Fault）需要区分软错误与硬错误

软错误（Soft Fault）：所需页面已在物理内存的其他地方或缓存中，仅需更新页表映射。
硬错误（Hard Fault）：必须从磁盘读取页面或将页面写出到磁盘。因此，\Memory\Page Faults/sec 指标高并不一定意味着大量磁盘 I/O，需要结合 \Memory\Pages/sec、\Memory\Page Reads/sec、\Memory\Page Writes/sec 等进一步判断。

可用内存（Available Memory）与提交内存（Committed Memory）概念不同

Available Bytes / MBytes：当前仍然空闲、可被立即分配的物理内存。
Committed Bytes：已分配给进程（或内核）使用，需要物理内存或页面文件做保证。若 Committed Bytes 接近 Commit Limit，系统会面临内存压力或触发 “Out of Memory” 机制。

系统缓存（File System Cache）有助于提高文件 I/O 性能

如果缓存命中率低（\Memory\Cache Faults/sec 高），则频繁访问的新数据会导致更多磁盘读取。
过度占用也会导致应用进程可用内存变少，引发更多换页。

内核池（Paged Pool / Nonpaged Pool）和驱动内存

Paged Pool 可交换到磁盘，Nonpaged Pool 常驻物理内存。
非分页池（Nonpaged Pool）若持续增长过大，会快速挤占可用内存。
需警惕驱动或内核对象的内存泄漏。

Standby Cache

Standby Cache 中的页面已读入内存但暂未被任何进程锁定使用，下次访问无需从磁盘读取。
分成多个优先级（Core、Normal、Reserve），优先级越高越不易被回收。
\Memory\Long-Term Average Standby Cache Lifetime (s) 可评估页面在缓存中的平均驻留时间，判断缓存策略效果。

通过上表和这些补充说明，可更好地理解和运用 Windows PerfMon 中 “Memory” 对象的各种计数器，方便在系统或应用层面进行内存相关的故障排查与性能优化。