【Linux 命令】free

显示内存的使用情况

补充说明

free命令 可以显示当前系统未使用的和已使用的内存数目,还可以显示被内核使用的内存缓冲区。

语法

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free(选项)

选项

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-b # 以Byte为单位显示内存使用情况;
-k # 以KB为单位显示内存使用情况;
-m # 以MB为单位显示内存使用情况;
-g # 以GB为单位显示内存使用情况。
-o # 不显示缓冲区调节列;
-s<间隔秒数> # 持续观察内存使用状况;
-t # 显示内存总和列;
-V # 显示版本信息。

实例

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free -t    # 以总和的形式显示内存的使用信息
free -s 10 # 周期性的查询内存使用信息,每10s 执行一次命令

显示内存使用情况

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free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 2016 1973 42 0 163 1497
-/+ buffers/cache: 312 1703
Swap: 4094 0 4094

第一部分Mem行解释:

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total:内存总数;
used:已经使用的内存数;
free:空闲的内存数;
shared:当前已经废弃不用;
buffers Buffer:缓存内存数;
cached Page:缓存内存数。

关系:total = used + free

第二部分(-/+ buffers/cache)解释:

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(-buffers/cache) used内存数:第一部分Mem行中的 used – buffers – cached
(+buffers/cache) free内存数: 第一部分Mem行中的 free + buffers + cached

可见-buffers/cache反映的是被程序实实在在吃掉的内存,而+buffers/cache反映的是可以挪用的内存总数。

第三部分是指交换分区。

输出结果的第四行是交换分区SWAP的,也就是我们通常所说的虚拟内存。
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2098428KB,已用内存是30841684KB,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。
如本机情况的可用内存为:

18007156=2098428KB+4545340KB+11363424KB

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:

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cat /proc/meminfo

MemTotal: 16140816 kB
MemFree: 816004 kB
MemAvailable: 2913824 kB
Buffers: 17912 kB
Cached: 2239076 kB
SwapCached: 0 kB
Active: 12774804 kB
Inactive: 1594328 kB
Active(anon): 12085544 kB
Inactive(anon): 94572 kB
Active(file): 689260 kB
Inactive(file): 1499756 kB
Unevictable: 116888 kB
Mlocked: 116888 kB
SwapTotal: 8191996 kB
SwapFree: 8191996 kB
Dirty: 56 kB
Writeback: 0 kB
AnonPages: 12229228 kB
Mapped: 117136 kB
Shmem: 58736 kB
Slab: 395568 kB
SReclaimable: 246700 kB
SUnreclaim: 148868 kB
KernelStack: 30496 kB
PageTables: 165104 kB
NFS_Unstable: 0 kB
Bounce: 0 kB
WritebackTmp: 0 kB
CommitLimit: 16262404 kB
Committed_AS: 27698600 kB
VmallocTotal: 34359738367 kB
VmallocUsed: 311072 kB
VmallocChunk: 34350899200 kB
HardwareCorrupted: 0 kB
AnonHugePages: 3104768 kB
HugePages_Total: 0
HugePages_Free: 0
HugePages_Rsvd: 0
HugePages_Surp: 0
Hugepagesize: 2048 kB
DirectMap4k: 225536 kB
DirectMap2M: 13279232 kB
DirectMap1G: 5242880 kB

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。

那buffers和cached都是缓存,两者有什么区别呢?

为了提高磁盘存取效率, Linux做了一些精心的设计, 除了对dentry进行缓存(用于VFS,加速文件路径名到inode的转换), 还采取了两种主要Cache方式:

Buffer Cache和Page Cache。前者针对磁盘块的读写,后者针对文件inode的读写。这些Cache有效缩短了 I/O系统调用(比如read,write,getdents)的时间。
磁盘的操作有逻辑级(文件系统)和物理级(磁盘块),这两种Cache就是分别缓存逻辑和物理级数据的。

Page cache实际上是针对文件系统的,是文件的缓存,在文件层面上的数据会缓存到page cache。文件的逻辑层需要映射到实际的物理磁盘,这种映射关系由文件系统来完成。当page cache的数据需要刷新时,page cache中的数据交给buffer cache,因为Buffer Cache就是缓存磁盘块的。但是这种处理在2.6版本的内核之后就变的很简单了,没有真正意义上的cache操作。

Buffer cache是针对磁盘块的缓存,也就是在没有文件系统的情况下,直接对磁盘进行操作的数据会缓存到buffer cache中,例如,文件系统的元数据都会缓存到buffer cache中。

简单说来,page cache用来缓存文件数据,buffer cache用来缓存磁盘数据。在有文件系统的情况下,对文件操作,那么数据会缓存到page cache,如果直接采用dd等工具对磁盘进行读写,那么数据会缓存到buffer cache。

所以我们看linux,只要不用swap的交换空间,就不用担心自己的内存太少.如果常常swap用很多,可能你就要考虑加物理内存了.这也是linux看内存是否够用的标准.

如果是应用服务器的话,一般只看第二行,+buffers/cache,即对应用程序来说free的内存太少了,也是该考虑优化程序或加内存了。