Linux内存介绍
- 在Linux中经常发现空闲内存很少,似乎所有的内存都被系统占用了,表面感觉是内存不够用了,其实不然。这是Linux内存管理的一个优秀特性,在这方面,区别于Windows的内存管理。主要特点是,无论物理内存有多大,Linux都将其充份利用,将一些程序调用过的硬盘数据读入内存,利用内存读写的高速特性来提高Linux系统的数据访问性能。而Windows是只在需要内存时,才为应用程序分配内存,并不能充分利用大容量的内存空间。换句话说,每增加一些物理内存,Linux都将能充分利用起来,发挥了硬件投资带来的好处,而Windows只将其做为摆设,即使增加8GB甚至更大。
- Linux 的这一特性,主要是利用空闲的物理内存,划分出一部份空间,做为 cache 和 buffers,以此提高数据访问性能。
- 页高速缓存(cache)是Linux内核实现的一种主要磁盘缓存。它主要用来减少对磁盘的I/O操作。具体地讲,是通过把磁盘中的数据缓存到物理内存中,把对磁盘的访问变为对物理内存的访问。
- 磁盘高速缓存的价值在于两个方面:
- 第一,访问磁盘的速度要远远低于访问内存的速度,因此,从内存访问数据比从磁盘访问速度更快。
- 第二,数据一旦被访问,就很有可能在短期内再次被访问到。
- Linux的内存分配方式
大家都知道,Linux服务器为了提高效率,会提前申请内存,即使这些内存没有被具体应用使用,Linux也会提前申请这些内存,然后利用这些内存做缓存用,即将刚打开的文件系统存入cache中,这样对应的服务器free值会越来越少,buffers和cached会越来越大,因此给大家表象就是内存越来越少了,大家就紧张了;其实,大家完全不用紧张,Linux服务器在发现内存不足时,会自动清理cached区域,释放内存,然后继续增大cache,free继续减少。因此,那样手动降低内存使用率的方法,其实就是图一时之快。
清缓存
用下面的方法就可以实现清空缓存
频繁的文件访问会导致系统的Cache使用量大增
首先使用free -m查看剩余内存
[root@oracle ~]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 3383 3319 63 0 97 2395
-/+ buffers/cache 826 2556
Swap: 1983 195 1788
- total 内存总数
- used 已经使用的内存数
- free 空闲的内存数
- 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已使用多少, free可用有多少。
第二行和第三行(used/free)的区别。这两个的区别在于使用的角度来看,第二行是从OS的角度来看,因为对于OS,buffers/cached都属于被使用,所以它的使用情况是内核(OS)使用+Application使用+ 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是等于可用的内存,因为buffers/cached是为了提高文件读取的性能,当应用程序需要用到内存的时候,buffer/cached会很快的被回收。
-buffers/cache = used-buffers-cached,这个是应用程序真实使用的内存大小
free+buffers+cached,这个是服务器真实还可利用的内存大小
说明,释放前最好sync一下,防止丢数据。
- 使用方式 : sync
- 使用说明 : Linux 系统中欲写入硬盘的资料有的时候会了效率起见,会写到 filesystem buffer 中,这个 buffer 是一块记忆体空间,如果欲写入硬盘的资料存于此 buffer 中,而系统又突然断电的话,那么资料就会流失了,sync 指令会将存于 buffer 中的资料强制写入硬盘中。
[root@Oracle ~]# echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches
[root@oracle ~]# sysctl -p
[root@oracle ~]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 3383 1952 1431 0 1 1136
-/+ buffers/cache: 814 2568
Swap: 1983 195 1788
说明:
- /proc是一个虚拟文件系统,我们可以通过对它的读写操作作为与kernel实体间进行通信的一种手段。也就是说可以通过修改/proc中的文件,来对当前kernel的行为做出调整。也就是说我们可以通过调整/proc/sys/vm/drop_caches来释放内存。
- 0 – 不释放
- 1 – 释放页缓存,数字1是用来清空最近放问过的文件页面缓存
- 2 – 释放dentries和inodes,数字2是用来清空文件节点缓存和目录项缓存
- 3 – 释放所有缓存,数字3是用来清空1和2所有内容的缓存。
- 关于drop_caches的官方说明如下:
Writing to this file causes the kernel to drop clean caches,dentries and inodes from memory, causing that memory to becomefree.
- To free pagecache, use echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches;
- to free dentries and inodes, use echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches;
- to free pagecache, dentries and inodes, use echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches.
Because this is a non-destructive operation and dirty objects are not freeable, the user should run sync first.
- Linux内核会将它最近访问过的文件页面缓存在内存中一段时间,这个文件缓存被称为pagecache。Inode是linux/unix操作系统中的一种数据结构,包含了各文件相关的一些重要信息。在创建文件系统时,就会同时创建大量的inode。一般inode表会占用文件系统磁盘空间的1%。
echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches 可以暂时清空cache和buffer
在rhel5和ubuntu上(rhel4不可以),可以直接修改内核文件
# /etc/sysctl.conf
vm.drop_caches = 1
#sysctl -p
$ sync
$ free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 32096 30084 2011 0 590 26162
-/+ buffers/cache: 3332 28764
Swap: 34287 0 34287
#echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
$free -m
- 查看内存额定值:cat /proc/meminfo,当可用内存少于额定值的时候,就会开始就进行缓存的回收。
- 查看内存镜像文件的大小 /proc/kcore
- 机器内存的使用信息 /proc/meminfo
- 显示当前进程所占用的虚拟地址 /proc/进程ID/maps
- /proc/进程ID/statm包含了所有CPU活跃的信息,该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。
- 参数 解释 /proc/ /status
- Size (pages) 任务虚拟地址空间的大小 VmSize/4
- Resident(pages) 应用程序正在使用的物理内存的大小 VmRSS/4
- Shared(pages) 共享页数 0
- Trs(pages) 程序所拥有的可执行虚拟内存的大小 VmExe/4
- Lrs(pages) 被映像到任务的虚拟内存空间的库的大小 VmLib/4
- Drs(pages) 程序数据段和用户态的栈的大小 (VmData+ VmStk )4
- dt(pages) 0
- man 5 proc, 搜statm。从左到右依次内容为:
- size 程序大小
- resident 常驻内存空间大小
- share 共享内存页数
- text 代码段占用内存页数
- lib 引用库占用内存页数
- data 数据/堆栈段占用内存页数
- dt 脏页数量
- PROC系列之—/proc/pid/stat
- 包含了所有CPU活跃的信息,该文件中的所有值都是从系统启动开始累计到当前时刻。
[root@localhost ~]# cat /proc/6873/stat
6873 (a.out) R 6723 6873 6723 34819 6873 8388608 77 0 0 0 41958 31 0 0 25 0 3 0 5882654 1409024 56 4294967295 134512640 134513720 3215579040 0 2097798 0 0 0 0 0 0 0 17 0 0 0
[root@localhost ~]#
每个参数意思为:
- pid=6873 进程(包括轻量级进程,即线程)号
- comm=a.out 应用程序或命令的名字
- task_state=R 任务的状态,R:runnign, S:sleeping (TASK_INTERRUPTIBLE), D:disk sleep (TASK_UNINTERRUPTIBLE), T: stopped, T:tracing stop,Z:zombie, X:dead
- ppid=6723 父进程ID
- pgid=6873 线程组号
- sid=6723 c该任务所在的会话组ID
- tty_nr=34819(pts/3)该任务的tty终端的设备号,INT(34817/256)=主设备号,(34817-主设备号)=次设备号
- tty_pgrp=6873 终端的进程组号,当前运行在该任务所在终端的前台任务(包括shell 应用程序)的PID。
- task->flags=8388608 进程标志位,查看该任务的特性
- min_flt=77 该任务不需要从硬盘拷数据而发生的缺页(次缺页)的次数
- cmin_flt=0 累计的该任务的所有的waited-for进程曾经发生的次缺页的次数目
- maj_flt=0 该任务需要从硬盘拷数据而发生的缺页(主缺页)的次数
- cmaj_flt=0 累计的该任务的所有的waited-for进程曾经发生的主缺页的次数目
- utime=1587 该任务在用户态运行的时间,单位为jiffies
- stime=1 该任务在核心态运行的时间,单位为jiffies
- cutime=0 累计的该任务的所有的waited-for进程曾经在用户态运行的时间,单位为jiffies
- cstime=0 累计的该任务的所有的waited-for进程曾经在核心态运行的时间,单位为jiffie
- priority=25 任务的动态优先级
- nice=0 任务的静态优先级
- num_threads=3 该任务所在的线程组里线程的个数
- it_real_value=0 由于计时间隔导致的下一个 SIGALRM 发送进程的时延,以 jiffy 为单位.
- start_time=5882654 该任务启动的时间,单位为jiffies
- vsize=1409024(page) 该任务的虚拟地址空间大小
- rss=56(page) 该任务当前驻留物理地址空间的大小Number of pages the process has in real memory,minu 3 for administrative purpose.这些页可能用于代码,数据和栈。
- rlim=4294967295(bytes) 该任务能驻留物理地址空间的最大值
- start_code=134512640 该任务在虚拟地址空间的代码段的起始地址
- end_code=134513720 该任务在虚拟地址空间的代码段的结束地址
- start_stack=3215579040 该任务在虚拟地址空间的栈的结束地址
- kstkesp=0 esp(32 位堆栈指针) 的当前值, 与在进程的内核堆栈页得到的一致.
- kstkeip=2097798 指向将要执行的指令的指针, EIP(32 位指令指针)的当前值.
- pendingsig=0 待处理信号的位图,记录发送给进程的普通信号
- block_sig=0 阻塞信号的位图
- sigign=0 忽略的信号的位图
- sigcatch=082985 被俘获的信号的位图
- wchan=0 如果该进程是睡眠状态,该值给出调度的调用点
- nswap 被swapped的页数,当前没用
- cnswap 所有子进程被swapped的页数的和,当前没用
- exit_signal=17 该进程结束时,向父进程所发送的信号
- task_cpu(task)=0 运行在哪个CPU上
- task_rt_priority=0 实时进程的相对优先级别
- task_policy=0 进程的调度策略,0=非实时进程,1=FIFO实时进程;2=RR实时进程