Linux吃掉我的內(nèi)存

在Windows下資源管理器查看內(nèi)存使用的情況，如果使用率達(dá)到80%以上，再運(yùn)行大程序就能感覺(jué)到系統(tǒng)不流暢了，因?yàn)樵趦?nèi)存緊缺的情況下使用交換分區(qū)，頻繁地從磁盤上換入換出頁(yè)會(huì)極大地影響系統(tǒng)的性能。而當(dāng)我們使用free命令查看Linux系統(tǒng)內(nèi)存使用情況時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)內(nèi)存使用一直處于較高的水平，即使此時(shí)系統(tǒng)并沒(méi)有運(yùn)行多少軟件。這正是Windows和Linux在內(nèi)存管理上的區(qū)別，乍一看，Linux系統(tǒng)吃掉我們的內(nèi)存（Linux ate my ram），但其實(shí)這也正是其內(nèi)存管理的特點(diǎn)。

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(lái)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？?jī)?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(wèn)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(lái)多緩存一些數(shù)據(jù)，等下次程序再次訪問(wèn)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(wú)一害，真正的壞處可能讓用戶產(chǎn)生一種錯(cuò)覺(jué)——Linux耗內(nèi)存！其實(shí)不然，Linux并沒(méi)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(wú)幾時(shí)，你應(yīng)該感到慶幸，因?yàn)長(zhǎng)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(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)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：

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！

參考資料：

https://groups.google.com/forum/#!topic/shlug/Dvc-ciKGt7s/discussion實(shí)驗(yàn)室?guī)熜忠郧疤岢觥眂p命令占用雙倍內(nèi)存問(wèn)題”，在SLUG上的討論，正是這個(gè)疑惑一直在我心中

http://www.linuxatemyram.com/前兩天在Hacker News看到”Linux ate my ram”這個(gè)網(wǎng)頁(yè)，寫的通俗易懂，也順藤摸瓜解決心中很多疑惑

http://www.linuxatemyram.com/play.html作者給出了其他的實(shí)驗(yàn)來(lái)分別驗(yàn)證磁盤cache對(duì)程序分配、交換分區(qū)、程序加載時(shí)間等的影響

http://www.cnblogs.com/coldplayerest/archive/2010/02/20/1669949.html一篇對(duì)free命令介紹的博客