内存是我们做性能测试时另一个比较重要的指标，当内存使用率大于70%也许就会触发相应的内存告警，于是程序员们就会被紧急拉去小黑屋排查原因，是程序bug导致的内存飙升，还是说真的不够用，需要去申请扩容了。
今天工具美眉将和大家一起讨论一下内存有哪些重要的指标，如何分析？
我整理了一系列内存相关的性能指标：
我们可以通过linux命令free -m查看当前的内存情况：-m代表内存统计以M为单位。
1）total，代表的是总计的物理内存的大小
2）used，代表已经使用了多少内存
3）free，剩余可用的内存大小，因此total = used+free
4) shared，代表多进程间的共享内存大小
5）buffers，指的是对磁盘的临时存储，用来缓存磁盘的数据的空间，通常不会特别大（20MB左右）。有了这个缓存，内核就可以将写操作集中起来，统一合并，一起写回磁盘。
6）cached，是从磁盘读取文件的页缓存，也就是用来缓存从文件读取的数据。这样，下次访问这些文件数据时，就可以直接从内存中快速获取，而不需要再次访问缓慢的磁盘。
缓存机制是一种用空间换时间的机制，由于内存的速度远大于磁盘速度，操作系统将一些特别常用的磁盘上的数据存在内存中，在用户要访问的时候直接从内存中找出数据展示给用户，这样虽然占用了一些内存的空间，却很大程度的加速了数据的访问。
7）swap，指硬盘上交换分区的使用大小，交换机制不同于缓存机制，是使用时间换空间的。相比磁盘，内存真的小的可怜，我们日常使用的民用计算机一般就是4G、8G4G、8G的内存，磁盘的却有500G、1T500G、1T之大。交换机制就是把一些不常用的内存的数据暂时存储到磁盘上面上去，腾出来的内存空间留作他用，在需要的时候再从磁盘中将数据读入内存中。这样做虽然从真正需要数据到数据展示在户面前的过程变慢了，但却让整个系统拥有了看似更多的内存。
而swap不为0时，代表内存可能不够了，才会占Swap，把磁盘的部分空间当做虚拟内存来使用，所以Swap可以作为服务器监控的一项指标，需要引起我们注意。
除了free命令以外，我们还可以通过以下命令，查看更多的内存相关的指标
cat /proc/meminfo && free
我们首先来看一下MemAvailable这个指标，它代表的是应用程序可用的内存大小。为什么图中的memFree要明显小于memAvailable？因为系统中有些内存虽然已被使用但是可以回收的，比如cache/buffer、slab都有一部分可以回收，所以MemFree不能代表全部可用的内存，这部分可回收的内存加上MemFree才是系统可用的内存，即：MemAvailable≈MemFree+Buffers+Cached，它是内核使用特定的算法计算出来的，是一个估计值。它与MemFree的关键区别点在于，MemFree是说的系统层面，MemAvailable是说的应用程序层面。
哪几个指标可以直观看到内存回收的情况？
LRU list是Linux kernel的内存页面回收算法(Page Frame Reclaiming Algorithm)所使用的数据结构。LRU是Least Recently Used的缩写,这个算法的核心思想是：回收的页面应该是最近使用得最少的。把刚访问过的页面放在列首，越接近列尾的就是越长时间未访问过的页面，这样，虽然不能记录访问时间，但利用页面在LRU list中的相对位置也可以轻松找到年龄最长的页面。
把刚访问过的页面放进active list，长时间未访问过的页面放进inactive list。
上图中的active 和inactive分别就代表了activelist和inactivelist的大小。如果inactive list很大，表明在可以回收的页面很多；而如果inactive list很小，说明可以回收的页面不多。
ACTIVE_ANON和ACTIVE_FILE，分别表示anonymous pages和mapped pages。用户进程的内存页分为两种：与文件关联的内存（比如程序文件、数据文件所对应的内存页）和与文件无关的内存（比如进程的堆栈，用malloc申请的内存。active大小=active_anon + active_file。
dirty指标代表的是等待被写入磁盘的内存大小。脏页是linux内核中的概念，因为硬盘的读写速度远赶不上内存的速度，系统就把读写比较频繁的数据事先放到内存中，以提高读写速度，这就叫高速缓存，linux是以页作为高速缓存的单位，当进程修改了高速缓存里的数据时，该页就被内核标记为脏页，内核将会在合适的时间把脏页的数据写到磁盘中去，以保持高速缓存中的数据和磁盘中的数据是一致的。
可以通过如下命令进一步查看dirty的配置：
sysctl -a | grep dirty
vm.dirty_background_ratio：10，这些“脏数据”在稍后是会写入磁盘的，pdflush/flush/kdmflush这些后台进程会稍后清理脏数据。举一个例子，我有32G内存，那么有3.2G的内存可以待在内存里，超过3.2G的话就会有进程来清理它。
vm.dirty_ratio：20，是绝对的脏数据限制，内存里的脏数据百分比不能超过这个值。如果脏数据超过这个数量，新的IO请求将会被阻挡，直到脏数据被写进磁盘。这是造成IO卡顿的重要原因，但这也是保证内存中不会存在过量脏数据的保护机制。生产上设置要小心,尤其是剩余内存不足的时候，会触发dirty_ratio强制进行缓存写磁盘，可能会阻塞应用造成机器hang死的情况。
vm.dirty_expire_centisecs:43200，指定脏数据能存活的时间。当 pdflush/flush/kdmflush 进行起来时，它会检查是否有数据超过这个时限，如果有则会把它异步地写到磁盘中。毕竟数据在内存里待太久也会有丢失风险。
当分析内存使用状况时, 内核本身使用的内存也需要考虑, 这种内存叫做slab memory,slab是Linux操作系统的一种内存分配机制,避免内存碎片。可以通过以下命令来查看：
cat proc/meminfo
当发现内存swap过大时，可以通过加内存或解决占用内存较大的进程的方式来解决：
ps aux --sort=rss | head -n
表示按 rss 排序，取 Top n。
找到占用内存较大的进程，然后使用jmap命令对进程做进一步分析。jmap命令可以获得运行中的jvm的堆的快照，从而可以离线分析堆，以检查内存泄漏，检查一些严重影响性能的大对象的创建，检查系统中什么对象最多，各种对象所占内存的大小等等。可以使用jmap生成Heap Dump。
下一次我们一起使用jmap来分析一下java进程的内存情况吧。今天的分享就到这里，如果这篇文章对你有所帮助，请点赞和转发哦👍
