Linux內存、Swap、Cache、Buffer詳細解析

1. 經過free命令看Linux內存

total：總內存大小。

used：已經使用的內存大小（這裏麪包含cached和buffers和shared部分）。

free：空閒的內存大小。

shared：進程間共享內存（通常不會用，能夠忽略）。

buffers：內存中寫完的東西緩存起來，這樣快速響應請求，後面數據再按期刷到磁盤上。

cached：內存中讀完緩存起來內容佔的大小（這部分是爲了下次查詢時快速返回）。

  

-/+ buffers/cache看做兩部分：

-buffers/cache：正在使用的內存大小（注意不是used部分，由於buffers和cached並非正在使用的，組織和人民須要是它們是能夠釋放的），其值=used-buffers-cached。

+buffers/cache：可用的內存大小（同理也不是free表示的部分），其值=free+buffers+cached。

  

Swap：硬盤上交換分區的使用大小。設計的目的就是當上面提到的+buffers/cache表示的可用內存都已使用完，新的讀寫請求過來後，會把內存中的部分數據寫入磁盤，從而把磁盤的部分空間當作虛擬內存來使用。

  

2. Buffer和Cache介紹

Cache（緩存），爲了調高CPU和內存之間數據交換而設計，Buffer（緩衝）爲了提升內存和硬盤（或其餘I/O設備的數據交換而設計）。

Cache主要是針對讀操做設計的，不過Cache概念可能容易混淆，我理解爲CPU自己就有Cache，包括一級緩存、二級緩存、三級緩存，咱們知道CPU全部的指令操做對接的都是內存，而CPU的處理能力遠高於內存速度，因此爲了避免讓CPU資源閒置，Intel等公司在CPU內部集成了一些Cache，但畢竟不能放太多電路在裏面，因此這部分Cache並非很大，主要是用來存放一些經常使用的指令和經常使用數據，真正大部分Cache的數據應該是佔用內存的空間來緩存請求過的數據，即上面的Cached部分（這部分純屬我的理解，正確與否有待考證）。

Buffer主要是針對寫操做設計的，更細的說是針對內存和硬盤之間的寫操做來設計的，目的是將寫的操做集中起來進行，減小磁盤碎片和硬盤反覆尋址過程，提升性能。在Linux系統內部有一個守護進程會按期清空Buffer中的內容，將其寫入硬盤內，當手動執行sync命令時也會觸發上述操做。

  

3. 常見症狀

症狀一：在Linux中頻繁存取文件，物理內存很快用光，而cached一直在增加。

解釋：Linux會對每次請求過的數據緩存在cache裏，好處就是CPU的處理速度遠遠高於內存，因此在CPU和內存通信的時候能夠快速從cache中命中結果返回。

症狀二：Swap被佔用。

解釋：內存可能不夠了，纔會佔Swap，因此Swap能夠做爲服務器監控的一項指標，引發注意。

  

4. 手動清理Swap和buffers/cache

(1) 清理Swap

    swapoff -a && swapon -a

    操做說明：若是已經使用了Swap，且當前清空下+buffers/cache還有空間，在執行swapoff -a操做時，會觸發把Swap中的內容交換到內存中，數據不會丟失。

(2) 清理buffers/cache:

    sync; sync; sync;&& echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches

    sleep 2

    echo 0 > /proc/sys/vm/drop_caches

    操做說明：

    sync-->將緩存的內從寫回到硬盤中；

    echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches-->修改drop_caches的值爲3，默認爲0，改成3系統會清理緩存的內容；

    sleep 2 --> 等一下，防止上一步沒執行完；

    echo 0 >/proc/sys/vm/drop_caches --> 改回默認值

  

5. 總結

經過上面的分析能夠知道，當空閒物理內存很少時，不必定表示系統運行狀態不好，由於內存的cache及buffer部分能夠隨時被重用，在某種意義上，這兩部份內存也能夠看做詩額外的空閒內存。swap若是被頻繁調用，bi，bo長時間不爲0，則纔是內存資源是否緊張的依據。經過free看資源時，實際主要關注-/+ buffers/cache的值就能夠知道內存到底夠不夠了。

 

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