free命令介紹

下面為使用free命令查看我們實(shí)驗(yàn)室文件服務(wù)器內(nèi)存得到的結(jié)果，-m選項(xiàng)表示使用MB為單位：

輸出的第二行表示系統(tǒng)內(nèi)存的使用情況：

Mem： total（總量）= 3920MB，

used（已使用）= 1938MB，

free（空閑）= 1982MB，

shared（共享內(nèi)存）= 0MB，

buffers = 497MB，

cached = 1235MB

注：前面四項(xiàng)都比較好理解，buffer 和 cache找不到合適的詞來翻譯，它們的區(qū)別在于：

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.

即buffer用于存放要輸出到磁盤的數(shù)據(jù)，而cache是從磁盤讀出存放到內(nèi)存中待今后使用的數(shù)據(jù)。它們的引入均是為了提供IO的性能。

輸出的第三行表示在第二行的基礎(chǔ)上-/+ buffers/cache得到的：

–?buffers/cache?used?=?Mem?used?–?buffers?–?cached?=?1938MB?–?497MB?–?1235MB?=?205MB?

+?buffers/cache?free?=?Mem?free?+?buffers?+?cached?=?1982MB?+?497MB?+?1235MB?=?3714MB?

輸出的第三行表示交換分區(qū)使用的情況：

Swap：total（總量）= 4095MB

used（使用）= 0MB

free（空閑）= 4095MB

由于系統(tǒng)當(dāng)前內(nèi)存還比較充足，并未使用到交換分區(qū)。

上面輸出的結(jié)果比較難理解的可能是第三行，為什么要向用戶展示這行數(shù)據(jù)呢？內(nèi)存使用量減去系統(tǒng)buffer/cached的內(nèi)存表示何意呢？系統(tǒng)空閑內(nèi)存加上buffer/cached的內(nèi)存又表示何意？

內(nèi)存的分類

我們把內(nèi)存分為三類，從用戶和操作系統(tǒng)的角度對(duì)其使用情況有不同的稱呼：

上表中something代表的正是free命令中”buffers/cached”的內(nèi)存，由于這塊內(nèi)存從操作系統(tǒng)的角度確實(shí)被使用，但如果用戶要使用，這塊內(nèi)存是可以很快被回收被用戶程序使用，因此從用戶角度這塊內(nèi)存應(yīng)劃為空閑狀態(tài)。

再次回到free命令輸出的結(jié)果，第三行輸出的結(jié)果應(yīng)該就能理解了，這行的數(shù)字表示從用戶角度看系統(tǒng)內(nèi)存的使用情況。因此，如果你用top或者free命令查看系統(tǒng)的內(nèi)存還剩多少，其實(shí)你應(yīng)該將空閑內(nèi)存加上buffer/cached的內(nèi)存，那才是實(shí)際系統(tǒng)空閑的內(nèi)存。

buffers/cached好處

Linux

內(nèi)存管理做了很多精心的設(shè)計(jì)，除了對(duì)dentry進(jìn)行緩存（用于VFS，加速文件路徑名到inode的轉(zhuǎn)換），還采取了兩種主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache，目的就是為了提升磁盤IO的性能。從低速的塊設(shè)備上讀取數(shù)據(jù)會(huì)暫時(shí)保存在內(nèi)存中，即使數(shù)據(jù)在當(dāng)時(shí)已經(jīng)不再需要了，但在應(yīng)用程序下一次訪問該數(shù)據(jù)時(shí)，它可以從內(nèi)存中直接讀取，從而繞開低速的塊設(shè)備，從而提高系統(tǒng)的整體性能。

而Linux會(huì)充分利用這些空閑的內(nèi)存，設(shè)計(jì)思想是內(nèi)存空閑還不如拿來多緩存一些數(shù)據(jù)，等下次程序再次訪問這些數(shù)據(jù)速度就快了，而如果程序要使用內(nèi)存而系統(tǒng)中內(nèi)存又不足時(shí)，這時(shí)不是使用交換分區(qū)，而是快速回收部分緩存，將它們留給用戶程序使用。

因此，可以看出，buffers/cached真是百益而無一害，真正的壞處可能讓用戶產(chǎn)生一種錯(cuò)覺——Linux耗內(nèi)存！其實(shí)不然，Linux并沒有吃掉你的內(nèi)存，只要還未使用到交換分區(qū)，你的內(nèi)存所剩無幾時(shí)，你應(yīng)該感到慶幸，因?yàn)長inux緩存了大量的數(shù)據(jù)，也許下一次你就從中受益！

實(shí)驗(yàn)證明

下面通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證上面的結(jié)論：

我們先后讀入一個(gè)大文件，比較兩次讀入的實(shí)踐：

1.首先生成一個(gè)1G的大文件

2.清空緩存

3.讀入這個(gè)文件，測(cè)試消耗的時(shí)間

4.再次讀入該文件，測(cè)試消耗的時(shí)間

從上面看出，第一次讀這個(gè)1G的文件大約耗時(shí)18s，而第二次再次讀的時(shí)候，只耗時(shí)0.3s，足足提升60倍！

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