Linux工具性能調優系列二：buffer和cache

一，案例入門

咱們來看一個例子，咱們來看free輸出，free採集數據來源是：/proc/meminfo文件，對於這個文件，會貫穿這個系列。

root@szdc-calic-2-6:~# free
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:       32895096     1698396     8197904      307688    22998796    30343448
Swap:      31250428      114992    31135436
複製代碼

從上面的輸出咱們能夠獲得什麼呢？系統當前內存是否夠用？什麼是buffer，什麼是cache，當前可分配的內存還剩下多少？帶着這些問題，咱們接着往下看。

二，cache和buffer

2.1 cache

2.1.1 定義

首先明確一點，在內存管理中，cache指的是：page cache。page cache即頁面高速緩存，是針對文件系統的，存儲的是文件的文件數據(文件分爲元數據和文件數據)。

2.1.2 哪些cache沒法被回收

咱們執行回收cache命令

[root@k8s-dbg-master-1 ~]# echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
[root@k8s-dbg-master-1 ~]# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:          32117        8622         720       16056       22773         949
Swap:         16383         216       16167
複製代碼

從上面咱們知道，即便咱們執行清理cache命令，仍然有部分cache沒法回收，這些沒法回收的包括：tmpfs,共享內存,mmap申請標誌狀態爲MAP_SHARED的內存。這塊不深刻講解，有興趣的再去本身嘗試下。

2.2，buffer

2.2.1 定義

(1) 在內存管理中，buffer指的是：buffer cache。buffer cache是是塊設備的讀寫緩衝區。咱們繼續補充知識，操做系統是以塊的概念操做磁盤的，一個塊會包含一個或者多個扇區，可是不會超過一個頁面大小。

(2) buffers主要用於緩存文件系統中的元數據信息(dentries、inodes)，和另一些不是文件數據的塊，例如metadata和raw block I/O，所以仍是須要單獨用buffer cache來緩存。

2.3 二者之間的關係

在內核2.6之後，二者結構進行統一，都是page cache，page中含有一個個的buffer結構，因此咱們的free命令中，也將二者進行統一。二者是配合使用的，當咱們對一個文件進行寫操做時候，page cache的內容會被改變，而buffer cache則能夠將page標記不一樣的緩衝區(buffer)，並記錄哪一個塊被修改，這樣，髒數據回寫時候，就不用回寫整個page，而只要回寫修改的塊。

三，案例分析

3.1 案例分析

咱們將直接使用案例對cache進行分析，看看操做系統中會如何使用。事先準備一個大文件，對大文件進行讀操做。

(1) 手動清空cache

[root@k8s-dbg-master-1 ~]# echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches 

[root@k8s-dbg-master-1 ~]# cat /proc/meminfo
MemTotal:       32887860 kB
MemFree:        15764108 kB
MemAvailable:   17081976 kB
Buffers:            1792 kB
Cached:          1191456 kB
複製代碼

(2) 執行命令及結果

[root@k8s-dbg-master-1 ~]# cp hyperkube /tmp/hyperkube
[root@k8s-dbg-master-1 ~]# cat /proc/meminfo
MemTotal:       32887860 kB
MemFree:        15240656 kB
MemAvailable:   17092320 kB
Buffers:           18016 kB
Cached:          1708088 kB
複製代碼

能夠看到，cached和buffer都增多

四，問題

1，如今試着回答剛開始提出的問題：目前的系統內存狀況是怎麼樣的

五，參考文獻

1,www.cnblogs.com/sparkdev/p/…

2,linuxperf.com/?p=142