Category: System Performance (系统性能)

正文：

内容一：Linux 显示内存的命令

# free

或者：

# top

内容二：Linux 内存各项指标和机制

2.1 top 命令显示的 Linux 内存各项指标和机制 （虚拟内存和物理内存之间的机制）

1) VIRT 虚拟内存使用的大小，应用申请的内存量
2) RES 物理内存使用的大小，虚拟内存映射到物理内存的内存量，也就是真实占用的内存量
3) %MEM 物理内存占用总内存的百分比，也就是真实占用的内存比

（
补充：
输入 top 命令以后，在显示的指标中， VIRT 是指虚拟内存占用率，RES 是指物理内存占用率。
应用使用内存时第 1 步会先申请虚拟内存。在拥有了虚拟机内存以后，只有当需要的时候才会将虚拟内存应用到物理内存。而只有当物理内存被应用了以后才会被消耗。
虚拟内存包含所有的代码、数据和已经被换出去的共享库加号页。虚拟内存同时也包含被分配但是还没有被使用的页，处于此状态的页映射到了内核的 “Zero Page” 所以其不会消耗任何内存。
真实内存占用率应该是检查物理内存的占用率。
）

2.2 free 命令显示的 Linux 内存各项指标和机制 （物理内存中 free 指标、buffers 指标、cached 指标和 available 指标之间的机制）

1) total 内存的总大小
2) used 正在被使用的内存大小
3) free 表示完全没有被使用的物理内存大小
4) shared 正在被多个进程共享的内存大小
5) buffers 被内核用作块缓冲区 (buffers) 的大小。这些数据暂时存储在内存中，用于提升系统性能，当再次使用时可以在内存中被快速调用。buffers （buffer page） 代表块设备 （硬盘等设备） 所占用的缓存页，对应从硬盘中直接获取的数据，处于内存和硬盘之间，由内核使用 （当 free 状态的内存不够时，它的部分空间会自动释放出来，我们也可以手动释放出它的部分空间来）
6) cached 被内核用作文件系统缓存 (cache) 的大小。这些数据暂时存储在内存中，用于提升系统性能，当再次使用时可以在内存中被快速调用。cached （cache page） 代表普通文件数据 （硬盘里的数据） 所占用的缓存页，对应 vfs 页缓冲层的数据，处于内存和 CPU （处理器） 之间，由应用程序使用 （当 free 状态的内存不够时，它的部分空间会自动释放出来，我们也可以手动释放出它的部分空间来）
7) available = free + buffers （部分空间） + cached （部分空间），也就是估算出来的真实的内存可使用量

（
补充：释放处于 buffers 和 cached 状态内存的方法

1) 释放 page cache：

# echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches

2) 释放 dentries 和 inodes：

# echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches

3) 同时释放 pagecache、dentries 和 inodes：

# echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

）

2.3 free 命令的 Mem 行和 Swap 行的机制 （物理内存和 Swap 内存 （交换内存） 之间的机制）

2.3.1 Linux 内存的种类

1) Linux 物理内存：系统的真实内存，速度快 （也就是 free 命令中显示的第 1 行）
2) Linux Swap 内存 （交换内存）：使用硬盘作为临时的内存的空间，速度慢 （也就是 free 命令中显示的第 2 行）

2.3.2 Swap 内存 （交换内存） 被使用的条件

1) Linux 内核会周期性把内存中不常调用的匿名页和共享内存交换至 Swap 内存 （交换内存） 里。即使现在 Linux 系统的物理内存有剩余空间
2) 当系统的内存不足时，系统会把匿名页和共享内存交换至 Swap 内存 （交换内存） 里

内容四：查看那些内存可以交换至 Swap 内存 （交换内存） 以及哪些内存可以被释放

# cat /proc/meminfo 
MemTotal:       65185544 kB
MemFree:        42285372 kB
MemAvailable:   57893528 kB
Buffers:            1656 kB
Cached:         16157600 kB
SwapCached:            0 kB
Active:          4505604 kB
Inactive:       17856228 kB
Active(anon):    1859740 kB
Inactive(anon):  4353236 kB
Active(file):    2645864 kB
Inactive(file): 13502992 kB
Unevictable:          16 kB
Mlocked:              16 kB
SwapTotal:             0 kB
SwapFree:              0 kB
Zswap:                 0 kB
Zswapped:              0 kB
Dirty:                 0 kB
Writeback:             0 kB
AnonPages:       6190160 kB
Mapped:           130544 kB
Shmem:             10400 kB
KReclaimable:     100636 kB
Slab:             234788 kB
SReclaimable:     100636 kB
SUnreclaim:       134152 kB
KernelStack:        8096 kB
PageTables:        26504 kB
SecPageTables:       696 kB
NFS_Unstable:          0 kB
Bounce:                0 kB
WritebackTmp:          0 kB
CommitLimit:    32592772 kB
Committed_AS:   13920568 kB
VmallocTotal:   34359738367 kB
VmallocUsed:       58476 kB
VmallocChunk:          0 kB
Percpu:            14464 kB
HardwareCorrupted:     0 kB
AnonHugePages:   5797888 kB
ShmemHugePages:        0 kB
ShmemPmdMapped:        0 kB
FileHugePages:         0 kB
FilePmdMapped:         0 kB
CmaTotal:              0 kB
CmaFree:               0 kB
Unaccepted:            0 kB
HugePages_Total:       0
HugePages_Free:        0
HugePages_Rsvd:        0
HugePages_Surp:        0
Hugepagesize:       2048 kB
Hugetlb:               0 kB
DirectMap4k:      284800 kB
DirectMap2M:    14784512 kB
DirectMap1G:    51380224 kB

（
补充：
1) Active(anon) 经常被使用的内存
2) Inactive(anon) 没有被经常使用的内存，也是 Linux 系统可以从物理内存交换至交换分区里的内存
3) Active(file) 经常被使用的页缓存内存
4) Inactive(file) 没有被经常使用的页缓存内存，也是 buffers/cached 中可以被系统回收的内存
）

参考文献：

https://access.redhat.com/solutions/296313