内存查看命令之 - free

        free命令可以显示Linux系统中空闲的、已用的物理内存及swap内存,及被内核使用的buffer。在Linux系统监控的工具中，free命令是最经常使用的命令之一。

1．命令格式：

        free [参数]

2．命令功能：

        free 命令显示系统使用和空闲的内存情况，包括物理内存、交互区内存(swap)和内核缓冲区内存。共享内存将被忽略

3．命令参数：

-b 　以Byte为单位显示内存使用情况。
-k 　以KB为单位显示内存使用情况。
-m 　以MB为单位显示内存使用情况。
-g 以GB为单位显示内存使用情况。
-o 　不显示缓冲区调节列。
-s<间隔秒数> 　持续观察内存使用状况。
-t 　显示内存总和列。
-V 　显示版本信息。

4．使用实例：

实例1：显示内存使用情况

命令：

free
free -g
free -m

输出：
[root@SF1150 service]# free
total used free shared buffers cached
Mem: 32940112 30841684 2098428 0 4545340 11363424
-/+ buffers/cache: 14932920 18007192
Swap: 32764556 1944984 30819572

[root@SF1150 service]# free -g
total used free shared buffers cached
Mem: 31 29 2 0 4 10
-/+ buffers/cache: 14 17
Swap: 31 1 29

[root@SF1150 service]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 32168 30119 2048 0 4438 11097
-/+ buffers/cache: 14583 17584
Swap: 31996 1899 30097

说明：
下面是对这些数值的解释：

total:总计物理内存的大小。

used:已使用多大。

free:可用有多少。

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:已使用多大。

free:可用有多少。

 

第四行是交换分区SWAP的，也就是我们通常所说的虚拟内存。

 

区别：第二行(mem)的used/free与第三行(-/+ buffers/cache) 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 都是属于被使用，所以他的可用内存是2098428KB,已用内存是30841684KB,其中包括，内核（OS）使用+Application(X, oracle,etc)使用的+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，因为buffer/cached是为了提高文件读取的性能，当应用程序需在用到内存的时候，buffer/cached会很快地被回收。

        所以从应用程序的角度来说，可用内存 =
系统free memory + buffers + cached。

        如本机情况的可用内存为：18007156=2098428KB+4545340KB+11363424KB

接下来解释什么时候内存会被交换，以及按什么方交换。 

当可用内存少于额定值的时候，就会开会进行交换。如何看额定值： 

命令：

cat /proc/meminfo
输出：

[root@SF1150 service]# cat /proc/meminfo
MemTotal: 32940112 kB
MemFree: 2096700 kB
Buffers: 4545340 kB
Cached: 11364056 kB
SwapCached: 1896080 kB
Active: 22739776 kB
Inactive: 7427836 kB
HighTotal: 0 kB
HighFree: 0 kB
LowTotal: 32940112 kB
LowFree: 2096700 kB
SwapTotal: 32764556 kB
SwapFree: 30819572 kB
Dirty: 164 kB
Writeback: 0 kB
AnonPages: 14153592 kB
Mapped: 20748 kB
Slab: 590232 kB
PageTables: 34200 kB
NFS_Unstable: 0 kB
Bounce: 0 kB
CommitLimit: 49234612 kB
Committed_AS: 23247544 kB
VmallocTotal: 34359738367 kB
VmallocUsed: 278840 kB
VmallocChunk: 34359459371 kB
HugePages_Total: 0HugePages_Free: 0HugePages_Rsvd: 0Hugepagesize: 2048 kB

        交换将通过三个途径来减少系统中使用的物理页面的个数：　 
1.减少缓冲与页面cache的大小， 

2.将系统V类型的内存页面交换出去，　 

3.换出或者丢弃页面。(Application 占用的内存页，也就是物理内存不足）。 

        事实上，少量地使用swap是不是影响到系统性能的。

那buffers和cached都是缓存，两者有什么区别呢？

        为了提高磁盘存取效率, Linux做了一些精心的设计, 除了对dentry进行缓存(用于VFS,加速文件路径名到inode的转换), 还采取了两种主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。前者针对磁盘块的读写，后者针对文件inode的读写。这些Cache有效缩短了 I/O系统调用(比如read,write,getdents)的时间。

        磁盘的操作有逻辑级（文件系统）和物理级（磁盘块），这两种Cache就是分别缓存逻辑和物理级数据的。Page cache实际上是针对文件系统的，是文件的缓存，在文件层面上的数据会缓存到page cache。文件的逻辑层需要映射到实际的物理磁盘，这种映射关系由文件系统来完成。当page cache的数据需要刷新时，page cache中的数据交给buffer cache，因为Buffer Cache就是缓存磁盘块的。但是这种处理在2.6版本的内核之后就变的很简单了，没有真正意义上的cache操作。Buffer cache是针对磁盘块的缓存，也就是在没有文件系统的情况下，直接对磁盘进行操作的数据会缓存到buffer cache中，例如，文件系统的元数据都会缓存到buffer cache中。

简单说来：

1、  page cache用来缓存文件数据，buffer cache用来缓存磁盘数据。

2、  在有文件系统的情况下，对文件操作，那么数据会缓存到page cache

3、  如果直接采用dd等工具对磁盘进行读写，那么数据会缓存到buffer cache。

        所以我们看linux,只要不用swap的交换空间,就不用担心自己的内存太少.如果常常swap用很多,可能你就要考虑加物理内存了.这也是linux看内存是否够用的标准。如果是应用服务器的话，一般只看第二行，+buffers/cache,即对应用程序来说free的内存太少了，也是该考虑优化程序或加内存了。

实例2：以总和的形式显示内存的使用信息

命令：

  free -t 

输出：

[root@SF1150 service]# free -t
total used free shared buffers cached
Mem: 32940112 30845024 2095088 0 4545340 11364324
-/+ buffers/cache: 14935360 18004752
Swap: 32764556 1944984 30819572Total: 65704668 32790008 32914660

实例3：周期性的查询内存使用信息

命令：

free -s 10

输出：

[root@SF1150 service]# free -s 10
total used free shared buffers cached
Mem: 32940112 30844528 2095584 0 4545340 11364380
-/+ buffers/cache: 14934808 18005304
Swap: 32764556 1944984 30819572
total used free shared buffers cached
Mem: 32940112 30843932 2096180 0 4545340 11364388
-/+ buffers/cache: 14934204 18005908
Swap: 32764556 1944984 30819572

说明：
每10s 执行一次命令

 

备注：

　　测量一个进程占用了多少内存，linux为我们提供了一个很方便的方法，/proc目录为我们提供了所有的信息，实际上top等工具也通过这里来获取相应的信息。

　　/proc/meminfo 机器的内存使用信息

　　/proc/pid/maps pid为进程号，显示当前进程所占用的虚拟地址。

　　/proc/pid/statm 进程所占用的内存

　　$ cat /proc/self/statm　

　　Linux查看内存及内存使用小结：

　　我们通过free命令查看机器空闲内存时，会发现free的值很小。这主要是因为，在linux中有这么一种思想，内存不用白不用，因此它尽可能的cache和buffer一些数据，以方便下次使用。但实际上这些内存也是可以立刻拿来使用的。