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Linux free命令详解

sudo su - root
sync; echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches; echo 0 > /proc/sys/vm/drop_caches

drop_caches的值可以是0-3之间的数字,代表不同的含义:

0:不释放(系统默认值);默认情况下表示不释放内存,由操作系统自动管理;
1:释放页缓存;To free pagecache.
2:释放dentries和inodes;To free dentries and inodes.
3:释放所有缓存;To free pagecache, dentries and inodes.
其中cache缓存清空命令有三个:

释放完内存后改回去让系统重新自动分配内存。

(1)、清理pagecache(页面缓存)
sync        # sync命令可以多执行几遍;
echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches     或者 sysctl -w vm.drop_caches=1
(2)、清理dentries(目录缓存)和inodes
sync        # sync命令可以多执行几遍;
echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches     或者 sysctl -w vm.drop_caches=2
(3)、清理pagecache、dentries和inodes
sync        # sync命令可以多执行几遍;
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches     或者 sysctl -w vm.drop_caches=3
(4)、上面三种方式都是临时释放缓存的方法,要想永久释放缓存,需要在/etc/sysctl.conf文件中配置:vm.drop_caches=1/2/3,然后sysctl -p生效即可!
(5)、另外,可以使用sync命令来清理文件系统缓存,还会清理僵尸(zombie)对象和它们占用的内存
$ free -g
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:             62          33           0           0          28          28
Swap:            15           0          15
  • Total: The amount of RAM installed in your system.
  • Used: Equal to Total-(Free+Buffers+Cache).
  • Free: The amount of memory completely unused by anything.
  • Shared: Memory taken by the tmpfs file systems.
  • Buffer: The data structures that are maintained to provide an index for everything stored in Cache.
  • Cache: Data read from the hard drive, modified data waiting to be written back to the hard drive, and other computed values.
  • Available: What’s really free. An estimate of the memory in FreeBuffer, and Cache that could be used to satisfy a memory request.

cache和buffer
buffer 和 cache 应该是两种类型的内存,但是 free 命令为什么会把它们放在一起呢?要回答这个问题需要我们做些准备工作。让我们先来搞清楚 buffer 与 cache 的含义。
buffer 在操作系统中指 buffer cache, 中文一般翻译为 “缓冲区”。要理解缓冲区,必须明确另外两个概念:“扇区” 和 “块”。扇区是设备的最小寻址单元,也叫 “硬扇区” 或 “设备块”。块是操作系统中文件系统的最小寻址单元,也叫 “文件块” 或 “I/O 块”。每个块包含一个或多个扇区,但大小不能超过一个页面,所以一个页可以容纳一个或多个内存中的块。当一个块被调入内存时,它要存储在一个缓冲区中。每个缓冲区与一个块对应,它相当于是磁盘块在内存中的表示:
buffer cache 只有块的概念而没有文件的概念,它只是把磁盘上的块直接搬到内存中而不关心块中究竟存放的是什么格式的文件。
cache 在操作系统中指 page cache,中文一般翻译为 “页高速缓存”。它主要用来减少对磁盘的 I/O 操作。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。页高速缓存缓存的是内存页面。缓存中的页来自对普通文件、块设备文件(这个指的就是 buffer cache 呀)和内存映射文件的读写。
页高速缓存对普通文件的缓存:当内核要读一个文件(比如 /etc/hosts)时,它会先检查这个文件的数据是不是已经在页高速缓存中了。如果在,就放弃访问磁盘,直接从内存中读取。这个行为称为缓存命中。如果数据不在缓存中,就是未命中缓存,此时内核就要调度块 I/O 操作从磁盘去读取数据。然后内核将读来的数据放入页高速缓存中。这种缓存的目标是文件系统可以识别的文件(比如 /etc/hosts)。
页高速缓存对块设备文件的缓存就是我们在前面介绍的 buffer cahce。因为独立的磁盘块通过缓冲区也被存入了页高速缓存(缓冲区最终是由页高速缓存来承载的)。
总结:无论是缓冲区还是页高速缓存,它们的实现方式都是一样的。缓冲区只不过是一种概念上比较特殊的页高速缓存罢了。

free 与 available
在 free 命令的输出中,有一个 free 列,同时还有一个 available 列。这二者到底有何区别?
答:free 是真正尚未被使用的物理内存数量。至于 available 就比较有意思了,它是从应用程序的角度看到的可用内存数量。Linux 内核为了提升磁盘操作的性能,会消耗一部分内存去缓存磁盘数据,就是我们介绍的 buffer 和 cache。所以对于内核来说,buffer 和 cache 都属于已经被使用的内存。当应用程序需要内存时,如果没有足够的 free 内存可以用,内核就会从 buffer 和 cache 中回收内存来满足应用程序的请求。所以从应用程序的角度来说,available = free + buffer + cache。请注意,这只是一个很理想的计算方式,实际中的数据往往有较大的误差。

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