一文解释Linux 的内存、Swap、Cache、Buffer

通过free命令查看linux内存的使用情况

total：系统总内存大小。 used：已使用的内存大小（包括cached和buffers以及shared部分）。 free：空闲的内存大小。 shared：进程间共享的内存（通常可以忽略）。 buffers：用于缓存已写入内容的内存大小，以便快速响应请求，后续数据会定期刷新到磁盘。 cached：用于缓存已读取内容的内存大小，以便下次查询时快速返回。 -/+ buffers/cache分为两部分： - buffers/cache：实际正在使用的内存大小（不包括buffers和cached部分，因为这些部分可以被释放），其值为used - buffers - cached。 + buffers/cache：可用的内存大小（不仅仅是free部分），其值为free + buffers + cached。 Swap：硬盘上的交换分区使用情况。当+buffers/cache表示的可用内存用完时，新请求会将内存中的部分数据写入磁盘，从而将磁盘空间用作虚拟内存。

Buffer和Cache介绍

Cache（缓存）主要是为提高CPU和内存之间的数据交换速度而设计的。Buffer（缓冲）是为了提高内存和硬盘（或其他I/O设备）之间的数据交换速度而设计的。

Cache主要针对读操作设计。CPU内部有一级、二级、三级缓存，用于存储常用指令和数据。由于CPU处理速度远高于内存速度，缓存可以防止CPU资源闲置。大部分缓存数据占用的是内存空间，即上文提到的Cached部分。

Buffer主要针对写操作设计，具体来说是针对内存和硬盘之间的写操作。它将写操作集中起来进行，减少磁盘碎片和硬盘的反复寻址过程，从而提高性能。Linux系统中有一个守护进程会定期清空Buffer中的内容，将其写入硬盘。手动执行sync命令也会触发此操作。

常见症状

症状一：在Linux中频繁存取文件，物理内存很快用光，而cached一直在增长。

解释：Linux会将每次请求过的数据缓存起来，CPU处理速度远高于内存速度，因此可以从缓存中快速命中结果返回。

症状二：Swap被占用。

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解释：内存可能不够用了，才会占用Swap。因此，Swap的使用情况可以作为服务器监控的一项指标。

手动清理Swap和buffers/cache

清理Swap：

swapoff -a && swapon -a

操作说明：如果已经使用了Swap，且当前清空后+buffers/cache还有空间，执行swapoff -a操作时，会将Swap中的内容交换到内存中，数据不会丢失。

清理buffers/cache：

sync; sync; sync; && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
sleep 2
echo 0 > /proc/sys/vm/drop_caches

操作说明：

sync：将缓存的内容写入硬盘。 echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches：将drop_caches的值改为3，系统会清理缓存内容，默认值为0。 sleep 2：等待一段时间，防止上一步未执行完毕。 echo 0 > /proc/sys/vm/drop_caches：将drop_caches的值改回默认值。

总结

通过上述分析可知，当空闲物理内存不多时，不一定表示系统运行状态不佳，因为cache和buffer部分可以随时被重用，某种程度上，这两部分内存也可以视为额外的空闲内存。

如果Swap被频繁调用，bi和bo长时间不为0，才是判断内存资源是否紧张的依据。通过free命令查看资源时，主要关注-/+ buffers/cache的值即可判断内存是否足够。

以上就是一文解释Linux 的内存、Swap、Cache、Buffer的详细内容，更多请关注其它相关文章！