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Linux 使用free查询可用内存

作者:网络 发表于: 2017-03-30 点击: 449 次

free工具用来查看系统可用内存:

/opt/app/tdev1$free
               total         used           free          shared    buffers     cached
Mem:       8175320    6159248    2016072          0     310208    5243680
-/+ buffers/cache:     605360    7569960
Swap:      6881272      16196    6865076
解释一下Linux上free命令的输出。
下面是free的运行结果,一共有4行。为了方便说明,我加上了列号。这样可以把free的输出看成一个二维数组FO(Free Output)。例如:
FO[2][1] = 24677460
FO[3][2] = 10321516

              total          used            free          shared    buffers     cached
Mem:      24677460   23276064    1401396          0     870540   12084008
-/+ buffers/cache:   10321516   14355944
Swap:     25151484     224188   24927296
free的输出一共有四行,第四行为交换区的信息,分别是交换的总量(total),使用量(used)和有多少空闲的交换区(free),这个比较清楚,不说太多。
free输出地第二行和第三行是比较让人迷惑的。这两行都是说明内存使用情况的。第一列是总量(total),第二列是使用量(used),第三列是可用量(free)。
第一行的输出时从操作系统(OS)来看的。也就是说,从OS的角度来看,计算机上一共有:
24677460KB(缺省时free的单位为KB)物理内存,即FO[2][1]; 在这些物理内存中有23276064KB(即FO[2][2])被使用了; 还用1401396KB(即FO[2][3])是可用的;
这里得到第一个等式:
FO[2][1] = FO[2][2] + FO[2][3]
FO[2][4]表示被几个进程共享的内存的,现在已经deprecated,其值总是0(当然在一些系统上也可能不是0,主要取决于free命令是怎么实现的)。

FO[2][5]表示被OS buffer住的内存。FO[2][6]表示被OS cache的内存。在有些时候buffer和cache这两个词经常混用。不过在一些比较低层的软件里是要区分这两个词的,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. 
也就是说buffer是用于存放要输出到disk(块设备)的数据的,而cache是存放从disk上读出的数据。这二者是为了提高IO性能的,并由OS管理。
Linux和其他成熟的操作系统(例如windows),为了提高IO read的性能,总是要多cache一些数据,这也就是为什么FO[2][6](cached memory)比较大,而FO[2][3]比较小的原因。我们可以做一个简单的测试:

释放掉被系统cache占用的数据:

echo 3>/proc/sys/vm/drop_caches
读一个大文件,并记录时间;
关闭该文件;
重读这个大文件,并记录时间;
第二次读应该比第一次快很多。原来我做过一个BerkeleyDB的读操作,大概要读5G的文件,几千万条记录。在我的环境上,第二次读比第一次大概可以快9倍左右。
free输出的第二行是从一个应用程序的角度看系统内存的使用情况。
对于FO[3][2],即-buffers/cache,表示一个应用程序认为系统被用掉多少内存;
对于FO[3][3],即+buffers/cache,表示一个应用程序认为系统还有多少内存;
因为被系统cache和buffer占用的内存可以被快速回收,所以通常FO[3][3]比FO[2][3]会大很多。
这里还用两个等式:
FO[3][2] = FO[2][2] – FO[2][5] – FO[2][6]
FO[3][3] = FO[2][3] + FO[2][5] + FO[2][6]
这二者都不难理解。
free命令由procps.*.rpm提供(在Redhat系列的OS上)。free命令的所有输出值都是从/proc/meminfo中读出的。
在系统上可能有meminfo(2)这个函数,它就是为了解析/proc/meminfo的。procps这个包自己实现了meminfo()这个函数。可以下载一个procps的tar包看看具体实现。

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