Linux/CentOS 6 free 命令詳解

 

下面是free的運行結果，一共有4行。爲了方便說明，我加上了列號。這樣能夠把free的輸出當作一個二維數組FO(Free Output)。例如：

• FO[2][1] = 24677460
• FO[3][2] = 10321516 

		1	2	3	4	5	6
1		total	used	free	shared	buffers	cached
2	Mem:	24677460	23276064	1401396	0	870540	12084008
3	-/+ buffers/cache		10321516	14355944
4	Swap:	25151484	224188	24927296

一、交換分區使用狀況

     free的輸出一共有四行，第四行爲交換區的信息，分別是交換的總量（total），使用量（used）和有多少空閒的交換區（free），這個比較清楚，不說太多。

二、系統分區使用狀況

    free輸出地第二行和第三行是比較讓人迷惑的。這兩行都是說明內存使用狀況的。第一列是總量（total），第二列是使用量（used），第三列是可用量（free）。

    第一行的輸出時從操做系統（OS）來看的。也就是說，從OS的角度來看，計算機上一共有:

• 24677460KB（缺省時free的單位爲KB）物理內存，即FO[2][1]；
• 在這些物理內存中有23276064KB（即FO[2][2]）被使用了；
• 還用1401396KB（即FO[2][3]）是可用的；

   這裏獲得第一個等式：

• FO[2][1] = FO[2][2] + FO[2][3]

   FO[2][4]表示被幾個進程共享的內存的，如今已經deprecated，其值老是0（固然在一些系統上也可能不是0，主要取決於free命令是怎麼實現的）。

三、buffer與cache使用詳情

     FO[2][5]表示被OS buffer住的內存。FO[2][6]表示被OS cache的內存。在有些時候buffer和cache這兩個詞常常混用。不過在一些比較低層的軟件裏是要區分這兩個詞的，看老外的洋文:

• A buffer is something that has yet to be "written" to disk.
  
• A cache is something that has been "read" from the disk and stored for later use.

    也就是說buffer是用於存放要輸出到disk（塊設備）的數據的，而cache是存放從disk上讀出的數據。這兩者是爲了提升IO性能的，並由OS管理。

    Linux和其餘成熟的操做系統（例如windows），爲了提升IO read的性能，老是要多cache一些數據，這也就是爲何FO[2][6]（cached memory）比較大，而FO[2][3]比較小的緣由。咱們能夠作一個簡單的測試:

1. 釋放掉被系統cache佔用的數據；

   echo 3>/proc/sys/vm/drop_caches

2. 讀一個大文件，並記錄時間；
3. 關閉該文件；
4. 重讀這個大文件，並記錄時間；

    第二次讀應該比第一次快不少。原來我作過一個BerkeleyDB的讀操做，大概要讀5G的文件，幾千萬條記錄。在個人環境上，第二次讀比第一次大概能夠快9倍左右。

四、應用程序的角度看內存使用情況

    free輸出的第二行是從一個應用程序的角度看系統內存的使用狀況。

• 對於FO[3][2]，即-buffers/cache，表示一個應用程序認爲系統被用掉多少內存；
• 對於FO[3][3]，即+buffers/cache，表示一個應用程序認爲系統還有多少內存；

     由於被系統cache和buffer佔用的內存能夠被快速回收，因此一般FO[3][3]比FO[2][3]會大不少。

    這裏還用兩個等式：

• FO[3][2] = FO[2][2] - FO[2][5] - FO[2][6]
• FO[3][3] = FO[2][3] + FO[2][5] + FO[2][6]

      這兩者都不難理解。

free命令由procps.*.rpm提供（在Redhat系列的OS上）。free命令的全部輸出值都是從/proc/meminfo中讀出的。

在系統上可能有meminfo(2)這個函數，它就是爲了解析/proc/meminfo的。procps這個包本身實現了meminfo()這個函數。能夠下載一個procps的tar包看看具體實現，如今最新版式3.2.8。