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Linux free 详细说明

 
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Linux 内存 性能调优

内存是影响 Linux 性能的主要因素之一,内存资源的充足与否直接影响应用系统的使用性能。

free 命令:监控 Linux 内存使用状况。

由上图可知,空闲内存是 free+buffers+cached=155MB

一般来说如果空闲内存 / 物理内存 >70% ,内存性能优;如果小于 20% ,则性能差,需要添加内存。

vmstat 命令: 显示关于系统各种资源之间相关性能的简要信息。

如果 si so 数值很大的话,可能是出现系统资源紧缺。

sat 命令: 可以对每个方面进行单独的统计,但是增加了系统开销,但是对系统的统计结果不会有很大影响。

r 是查看内存和交换分区的使用率的。

%commit :应用程序使用内存百分比。

kbcommit: 应用程序使用内存的大小。

由上面 2 行就可以看出系统目前的内存使用情况。

kbmemfree :空闲物理内存的大小。

kbmemused :已经使用物理内存的大小。

%memused :已使用内存占总内存大小的百分比。

 

 

 

 

==========================

 

#free -m

 

                       used         free
-/+ buffers/cache:    2571840    1480216


- buffers/cache 反应的是被程序实实在在吃掉的内存
+ buffers/cache 反应的是可以挪用的内存总数

 

 

 

 

$ free
               total       used        free        shared buffers    cached
Mem:    255268      238332      16936       0       85540   126384
-/+ buffers/cache: 26408       228860
Swap:   265000      0           265000

 

 

Mem:表示物理内存统计
-/+ buffers/cached:表示物理内存的缓存统计
Swap:表示硬盘上交换分区的使用情况,这里我们不去关心。


系统的总物理内存:255268Kb(256M),但系统当前真正可用的内存b并不是第一行free 标记的 16936Kb,它仅代表未被分配的内存。
我们使用total1、used1、free1、used2、free2 等名称来代表上面统计数据的各值,1、2 分别代表第一行和第二行的数据。

  total1:    表示物理内存总量。
used1:     表示总计分配给缓存(包含buffers 与cache )使用的数量,但其中可能部分缓存并未实际使用。
free1:     未被分配的内存。
shared1:   共享内存,一般系统不会用到,这里也不讨论。
buffers1: 系统分配但未被使用的buffers 数量。
cached1:   系统分配但未被使用的cache 数量。
buffer 与cache 的区别见后面。
used2:     实际使用的buffers 与cache 总量,也是实际使用的内存总量。
free2:     未被使用的buffers 与cache 和未被分配的内存之和,这就是系统当前实际可用内存。


  可以整理出如下等式:
total1 = used1 + free1
total1 = used2 + free2
used1   = buffers1 + cached1 + used2
free2   = buffers1 + cached1 + free1


  buffer 与cache 的区别
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.
  更详细的解释参考:Difference Between Buffer and Cache
对于共享内存(Shared memory),主要用于在UNIX 环境下不同进程之间共享数据,是进程间通信的一种方法,一般的应用程序不会申请使用共享内存,笔者也没有去验证共享内存对上面等式的影响。如果你有兴趣, 请参考:What is Shared Memory?



  cache 和 buffer的区别:
Cache: 高速缓存,是位于CPU与主内存间的一种容量较小但速度很高的存储器 。由于CPU的速度远高于主内存,CPU直接从内存中存取数据要等待一定时间周 期,Cache中保存着CPU刚用过或循环使用的一部分数据,当CPU再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用,这样就减少了CPU的等待时间,提 高了系统的效率。Cache又分为一级Cache(L1 Cache)和二级Cache(L2 Cache),L1 Cache集成在CPU内部,L2 Cache早期一般是焊在主板上,现在也都集成在CPU内部,常见的容量有256KB或512KB L2 Cache。
Buffer:缓冲区,一个用于存储速度不同步的设备 或优先级不同的设备 之间传输数据的区域。通过缓冲区,可以使进程之间的相互等待变少,从而使从速度慢的设备读入数据时,速度快的设备的操作进程不发生间断。



  Free中的buffer和cache:(它们都是占用内存 ):
buffer: 作为buffer cache的内存 ,是 设备的读写缓冲区
cache: 作为page cache的内存 , 文件系统的cache
  如果 cache 的值很大,说明cache住的文件数很多。如果频繁访问到的文件都能被cache住,那么磁盘的读IO bi会非常小。



Buffer和Cache的区别
    缓存(cached)是把读取过的数据 保存起来,重新读取时若命中(找到需要的数据)就不要去读硬盘了,若没有命中就读硬盘。其中的数据会根据读取频率进行组织,把最频繁读取的内容放在最容易找到的位置,把不再读的内容不断往后排,直至从中删除。
    缓冲(buffers)是根据磁盘的读写 设计的,把分散的写操作集中进行,减少磁盘碎片和硬盘的反复寻道,从而提高系统性能。linux有一个守护进程定 期清空缓冲内容(即写如磁盘),也可以通过sync命令手动清空缓冲。举个例子吧:我这里有一个ext2的U盘,我往里面cp一个3M的MP3,但U盘的 灯没有跳动,过了一会儿(或者手动输入sync)U盘的灯就跳动起来了。卸载设备时会清空缓冲,所以有些时候卸载一个设备时要等上几秒钟。

修改/etc/sysctl.conf中的vm.swappiness右边的数字可以在下次开机时调节swap使用策略。该数字范围是0~100,数字越大越倾向于使用swap。默认为60,可以改一下试试。
两者都是RAM中的数据。简单来说,buffer是即将要被写入磁盘的,而cache是被从磁盘中读出来的。
buffer是由各种进程分配的,被用在如输入队列等方面,一个简单的例子如某个进程要求有多个字段读入,在所有字段被读入完整之前,进程把先前读入的字段放在buffer中保存。
cache经常被用在磁盘的I/O请求上,如果有多个进程都要访问某个文件,于是该文件便被做成cache以方便下次被访问,这样可提供系统性能。

 

 

Linux的内存管理,实际上跟windows的内存管理有很相像的地方,都是用虚拟内存这个的概念,说到这里不得 不骂MS,为什么在很多时候还有很大的物理内存的时候,却还是用到了pagefile. 所以才经常要跟一帮人吵着说Pagefile的大小,以及如何分配这个问题,在Linux大家就不用再吵什么swap大小的问题,我个人认为,swap设 个512M已经足够了,如果你问说512M的SWAP不够用怎么办?只能说大哥你还是加内存吧,要不就检查你的应用,是不是真的出现了memory leak.

 

 

 

 

在Linux下查看内存我们一般用command free
[root@nonamelinux ~]# free
                  total           used       free     shared    buffers     cached
Mem:    386024      377116      8908       0            21280     155468
-/+ buffers/cache:     200368    185656
Swap:    393552            0          393552
下面是对这些数值的解释:
第二行(mem):
total:总计物理内存的大小。
used:已使用多大。
free:可用有多少。
Shared:多个进程共享的内存总额。
Buffers/cached:磁盘缓存的大小。
第三行(-/+ buffers/cached):
used:已使用多大。
free:可用有多少。
第四行就不多解释了。
区别:
第二行(mem)的used/free与第三行(-/+ buffers/cache) used/free的区别。
这两个的区别在于使用的角度来看,第一行是从OS的角度来看,因为对于OS,buffers/cached 都是属于被使用,所以他的可用内存是8908KB,已用内存是377116KB,其中包括,内核(OS)使用+Application(X,oracle,etc)使用的+buffers+cached.
第三行所指的是从应用程序角度来看,对于应用程序来说,buffers/cached 是等于可用的,因为buffer/cached是为了提高文件读取的性能,当应用程序需在用到内存的时候,buffer/cached会很快地被回收。
所以从应用程序的角度来说,可用内存=系统free( memory+buffers+cached.)
如上例:
185656 = 8908+21280+155468
接下来解释什么时候内存会被交换,以及按什么方交换。
当可用内存少于额定值的时候,就会开会进行交换.
如何看额定值(RHEL4.0):
#cat /proc/meminfo
交换将通过三个途径来减少系统中使用的物理页面的个数: 
1.减少缓冲与页面cache的大小,
2.将系统V类型的内存页面交换出去, 
3.换出或者丢弃页面。(Application 占用的内存页,也就是物理内存不足)。
事实上,少量地使用swap是不是影响到系统性能的。

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