Linux 如何手動釋放Swap、Buffer和Cache

做者：Darren_Wen
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本文介紹linux內存機制、虛擬內存swap、buffer/cache釋放等原理及實操。

1、什麼是linux的內存機制？

咱們知道，直接從物理內存讀寫數據要比從硬盤讀寫數據要快的多，所以，咱們但願全部數據的讀取和寫入都在內存完成，而內存是有限的，這樣就引出了物理內存與虛擬內存的概念。

物理內存就是系統硬件提供的內存大小，是真正的內存，相對於物理內存，在linux下還有一個虛擬內存的概念，虛擬內存就是爲了知足物理內存的不足而提出的策略，它是利用磁盤空間虛擬出的一塊邏輯內存，用做虛擬內存的磁盤空間被稱爲交換空間（Swap Space）。

做爲物理內存的擴展，linux會在物理內存不足時，使用交換分區的虛擬內存，更詳細的說，就是內核會將暫時不用的內存塊信息寫到交換空間，這樣以來，物理內存獲得了釋放，這塊內存就能夠用於其它目的，當須要用到原始的內容時，這些信息會被從新從交換空間讀入物理內存。

Linux的內存管理採起的是分頁存取機制，爲了保證物理內存能獲得充分的利用，內核會在適當的時候將物理內存中不常用的數據塊自動交換到虛擬內存中，而將常用的信息保留到物理內存。

要深刻了解linux內存運行機制，須要知道下面提到的幾個方面：

Linux系統會不時的進行頁面交換操做，以保持儘量多的空閒物理內存，即便並無什麼事情須要內存，Linux也會交換出暫時不用的內存頁面。這能夠避免等待交換所需的時間。

Linux 進行頁面交換是有條件的，不是全部頁面在不用時都交換到虛擬內存，linux內核根據」最近最常用「算法，僅僅將一些不常用的頁面文件交換到虛擬 內存，有時咱們會看到這麼一個現象：linux物理內存還有不少，可是交換空間也使用了不少。其實，這並不奇怪，例如，一個佔用很大內存的進程運行時，需 要耗費不少內存資源，此時就會有一些不經常使用頁面文件被交換到虛擬內存中，但後來這個佔用不少內存資源的進程結束並釋放了不少內存時，剛纔被交換出去的頁面 文件並不會自動的交換進物理內存，除非有這個必要，那麼此刻系統物理內存就會空閒不少，同時交換空間也在被使用，就出現了剛纔所說的現象了。關於這點，不 用擔憂什麼，只要知道是怎麼一回事就能夠了。

交換空間的頁面在使用時會首先被交換到物理內存，若是此時沒有足夠的物理內存來容納這些頁 面，它們又會被立刻交換出去，如此以來，虛擬內存中可能沒有足夠空間來存儲這些交換頁面，最終會致使linux出現假死機、服務異常等問題，linux雖 然能夠在一段時間內自行恢復，可是恢復後的系統已經基本不可用了。

所以，合理規劃和設計Linux內存的使用，是很是重要的.

在Linux 操做系統中，當應用程序須要讀取文件中的數據時，操做系統先分配一些內存，將數據從磁盤讀入到這些內存中，而後再將數據分發給應用程序；當須要往文件中寫 數據時，操做系統先分配內存接收用戶數據，而後再將數據從內存寫到磁盤上。然而，若是有大量數據須要從磁盤讀取到內存或者由內存寫入磁盤時，系統的讀寫性 能就變得很是低下，由於不管是從磁盤讀數據，仍是寫數據到磁盤，都是一個很消耗時間和資源的過程，在這種狀況下，Linux引入了buffers和 cached機制。

buffers與cached都是內存操做，用來保存系統曾經打開過的文件以及文件屬性信息，這樣當操做系統須要讀取某些文件時，會首先在buffers 與cached內存區查找，若是找到，直接讀出傳送給應用程序，若是沒有找到須要數據，才從磁盤讀取，這就是操做系統的緩存機制，經過緩存，大大提升了操 做系統的性能。但buffers與cached緩衝的內容倒是不一樣的。

buffers是用來緩衝塊設備作的，它只記錄文件系統的元數據（metadata）以及 tracking in-flight pages，而cached是用來給文件作緩衝。更通俗一點說：buffers主要用來存放目錄裏面有什麼內容，文件的屬性以及權限等等。而cached直接用來記憶咱們打開過的文件和程序。

爲了驗證咱們的結論是否正確，能夠經過vi打開一個很是大的文件，看看cached的變化，而後再次vi這個文件，感受一下兩次打開的速度有何異同，是否是第二次打開的速度明顯快於第一次呢？接着執行下面的命令：

find / -name .conf看看buffers的值是否變化，而後重複執行find命令，看看兩次顯示速度有何不一樣。

2、linux何時開始使用虛擬內存（swap)？

[root@wenwen ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness60

上面這個60表明物理內存在使用40%的時候纔會使用swap（參考網絡資料：當剩餘物理內存低於40%（40=100-60）時，開始使用交換空間）swappiness=0的時候表示最大限度使用物理內存，而後纔是 swap空間，swappiness＝100的時候表示積極的使用swap分區，而且把內存上的數據及時的搬運到swap空間裏面。

值越大表示越傾向於使用swap。能夠設爲0，這樣作並不會禁止對swap的使用，只是最大限度地下降了使用swap的可能性。

一般狀況下：swap分區設置建議是內存的兩倍 （內存小於等於4G時），若是內存大於4G，swap只要比內存大就行。另外儘可能的將swappiness調低，這樣系統的性能會更好。

B.修改swappiness參數

#臨時性修改：[root@wenwen ~]# sysctl vm.swappiness=10
vm.swappiness = 10
[root@wenwen ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness
10

#永久性修改：
[root@wenwen ~]# vim /etc/sysctl.conf
加入參數：vm.swappiness = 35
而後在直接：
[root@wenwen ~]# sysctl -p /etc/sysctl.conf

#查看是否生效：cat /proc/sys/vm/swappiness35

當即生效，重啓也能夠生效。

3、怎麼釋放內存？

通常系統是不會自動釋放內存的關鍵的配置文件/proc/sys/vm/drop_caches。這個文件中記錄了緩存釋放的參數，默認值爲0，也就是不釋放緩存。他的值能夠爲0~3之間的任意數字，表明着不一樣的含義：

• 0 – 不釋放
• 1 – 釋放頁緩存
• 2 – 釋放dentries和inodes
• 3 – 釋放全部緩存

實操：

很明顯多出來不少空閒的內存了吧

4、怎麼釋放swap？

前提：首先要保證內存剩餘要大於等於swap使用量，不然會宕機！根據內存機制，swap分區一旦釋放，全部存放在swap分區的文件都會轉存到物理內存上。一般經過從新掛載swap分區完成釋放swap。

a.查看當前swap分區掛載在哪？b.關停這個分區c.查看狀態：d.查看swap分區是否關停，最下面一行顯示全e.將swap掛載到/dev/sda5上f.查看掛載是否成功