linux命令之free

对LINUX里面的free命令做个总结，好吧，其实真正原因是最近面试反复被问，而自己又知道的不是很清楚



free指令会显示内存的使用情况，包括实体内存，虚拟的交换文件内存，共享内存区段，以及系统核心使用的缓冲区等

首先free --help 查看一下free命令的可选参数：

Usage:
free [options]

Options:
-b, --bytes          //以Byte为单位显示内存使用情况
-k, --kilo           //以KB为单位显示内存使用情况
-m, --mega           //以MB为单位显示内存使用情况
-g, --giga           //以MB为单位显示内存使用情况
--tera
-o 　                //不显示缓冲区调节列（centos7.2有这个选项）
-h, --human            //以人类可读的方式输出（即带有单位）
--si              //使用的进制为1000而不是1024
-l, --lohi            //显示详细的低和高内存统计信息
-t, --total           //显示总的内存
-s N, --seconds N     //<间隔秒数>  持续观察内存使用情况
-c N, --count N       //观察接下来n秒内的每一秒的内存使用情况
-V, --version        //显示版本信息

一下文章引用自http://www.cnblogs.com/coldplayerest/archive/2010/02/20/1669949.htm
　下面是free的运行结果，一共有4行。为了方便说明，我加上了列号。这样可以把free的输出看成一个二维数组FO(Free Output)。例如：FO[2][1] = 24677460

FO[3][2] = 10321516




　　free的输出一共有四行，第四行为交换区的信息，分别是交换的总量（total），使用量（used）和有多少空闲的交换区（free），这个比较清楚，不说太多。　　free输出地第二行和第三行是比较让人迷惑的。这两行都是说明内存使用情况的。第一列是总量（total），第二列是使用量（used），第三列是可用量（free）。　　第二行的输出是从操作系统（OS）来看的。也就是说，从OS的角度来看，计算机上一共有:24677460KB（缺省时free的单位为KB）物理内存，即FO[2][1]；

在这些物理内存中有23276064KB（即FO[2][2]）被使用了；

还用1401396KB（即FO[2][3]）是可用的；

这里得到第一个等式：FO[2][1] = FO[2][2] + FO[2][3]

FO[2][4]表示被几个进程共享的内存的，现在已经deprecated，其值总是0（当然在一些系统上也可能不是0，主要取决于free命令是怎么实现的）。FO[2][5]表示被OS buffer住的内存。FO[2][6]表示被OS cache的内存。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，page cache用来缓存文件数据，buffer cache用来缓存磁盘数据。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，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。　　第三行是从一个应用程序的角度看系统内存的使用情况。对于FO[3][2]，即-buffers/cache，表示一个应用程序认为系统被用掉多少内存；

对于FO[3][3]，即+buffers/cache，表示一个应用程序认为系统还有多少内存；

因为被系统cache和buffer占用的内存可以被快速回收，所以通常FO[3][3]比FO[2][3]会大很多。这里还用两个等式：FO[3][2] = FO[2][2] - FO[2][5] - FO[2][6]

FO[3][3] = FO[2][3] + FO[2][5] + FO[2][6]

这二者都不难理解。　　free命令由procps.*.rpm提供（在Redhat系列的OS上）。free命令的所有输出值都是从/proc/meminfo中读出的。 第四行是交换分区SWAP的，也就是我们通常所说的虚拟内存。
如果机子的swap虚拟内存被用很多，就说明物理内存不够用