Linux free输出详解

IT那活儿 2021-11-28

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最近经常被问到当前Linux的内存使用情况,free输出也不太懂啊等等，今天我们就来总结一下。

话不多说，先看下图:

这里 total / used /free比较简单没有什么问题，而后面的shared / buff/cache /available几列多多少少存在些许疑问，今天我们就来探索一下这几列。

有疑问肯定需要先查帮助:

一番检查可以看到shared指向/proc/meminfo 的shmem指标顾名思义为共享内存段,buffers 来自/proc/meminfo 的 Buffers指标，cache 由/proc/meminfo的Cached和Slab指标共同组成。Available比较好理解，就是当前可用内存总量，因为【包含部分可回收cache】，也就是说当前系统可用内存需要注意这个指标而不是free指标。

这里buffers与cache并没有详细解释，我们继续查阅文档:

文档描述Buffers 是对裸设备的临时存储,也就是用来缓存裸设备相关的信息,通常不会特别大。Cached是从磁盘读取文件的缓存.Slab包含SReclaimable可回收部分和SUnreclaim不可回收这2部分，注意可回收部分包含部分caches。到这里我们了解了这几个指标的定义，还是有点疑问,这里buffer既没有描述是写入缓存还是读取缓存,cache也没有描述清楚是否包含写入缓存。我们来做几个实验观察一下:

使用dd写文件:

这里首先使用dropcache清理cache，可以看到cache从上文的1045M降到80M,这80M就是不可回收的Slab cache,注意这里我们可以主动触发回收cache，实际当linux可用内存不足时也会自动回收cache。此时观察free 由上文6758M加上释放的cache.上升到了7528M.而available波动不明显的原因就是Linux内部认为释放的这部分cache本身已计算到了available中,这就是上面说到的Linux实际可用内存是avaliable指标而不是free指标的原因。

当dd 写入200M文件观察,cache增长了200M左右，也就证明cache实际包含了文件系统的写缓存。

使用dd读写裸设备:

可以看到对裸设备的读写基本上没有产生较大的buff值，也就是前文说的通常该指标不会很大，相当于裸设备读写都是直接路径IO基本上没有去主动缓存大量的block。测试期间vmstat输出中大量的block io而不是page io也可以侧面证实。到这里我们就基本搞清楚了Linux free输出的指标意义了，注意这里available指标出现在kernel3.14也就是rhel7的版本中，本文就到此为止。

END

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