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Linux中的free命令

日期:2017/1/20 17:44:04      編輯:Linux系統常見問題解答
解釋一下Linux上free命令的輸出。
  下面是free的運行結果,一共有4行。為了方便說明,我加上了列號。這樣可以把free的輸出看成一個二維數組FO(Free Output)。例如:
FO[2][1] = 15402628 FO[3][2] = 12033012
\
 
free的輸出一共有四行,第四行為交換區的信息,分別是交換的總量(total),使用量(used)和有多少空閒的交換區(free),這個比較清楚,不說太多。
  free輸出地第二行和第三行是比較讓人迷惑的。這兩行都是說明內存使用情況的。第一列是總量(total),第二列是使用量(used),第三列是可用量(free)。
  第一行的輸出時從操作系統(OS)來看的。也就是說,從OS的角度來看,計算機上一共有:
15402628KB(缺省時free的單位為KB)物理內存,即FO[2][1];
在這些物理內存中有15318812KB(即FO[2][2])被使用了;
還用83816KB(即FO[2][3])是可用的;

這裡得到第一個等式:

FO[2][1] = FO[2][2] + FO[2][3]

FO[2][4]表示被幾個進程共享的內存的,現在已經deprecated,其值總是0(當然在一些系統上也可能不是0,主要取決於free命令是怎麼實現的)。

FO[2][5]表示被OS buffer住的內存。FO[2][6]表示被OS cache的內存。在有些時候buffer和cache這兩個詞經常混用。不過在一些比較低層的軟件裡是要區分這兩個詞的,看 老外的洋文:

A buffer is something that has yet to be "written" to disk.
A cache is something that has been "read" from the disk and stored for later use.

也就是說buffer是用於存放要輸出到disk(塊設備)的數據的,而cache是存放從disk上讀出的數據。這二者是為了提高IO性能的,並由OS管理。

Linux和其他成熟的操作系統(例如windows),為了提高IO read的性能,總是要多cache一些數據,這也就是為什麼FO[2][6](cached memory)比較大,而FO[2][3]比較 小的原因。我們可以做一個簡單的測試:

1.釋放掉被系統cache占用的數據;

echo 3>/proc/sys/vm/drop_caches

2.讀一個大文件,並記錄時間;

3.關閉該文件;

4.重讀這個大文件,並記錄時間;

第二次讀應該比第一次快很多。原來我做過一個BerkeleyDB的讀操作,大概要讀5G的文件,幾千萬條記錄。在我的環境上,第二次讀比第一次大概可以快9倍左右。

   free輸出的第二行是從一個應用程序的角度看系統內存的使用情況。

對於FO[3][2],即-buffers/cache,表示一個應用程序認為系統被用掉多少內存;
對於FO[3][3],即+buffers/cache,表示一個應用程序認為系統還有多少內存;

因為被系統cache和buffer占用的內存可以被快速回收,所以通常FO[3][3]比FO[2][3]會大很多。

這裡還用兩個等式:

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

這二者都不難理解。

  free命令由procps.*.rpm提供(在Redhat系列的OS上)。free命令的所有輸出值都是從/proc/meminfo中讀出的。

在系統上可能有meminfo(2)這個函數,它就是為了解析/proc/meminfo的。procps這個包自己實現了meminfo()這個函數。可以下載一個procps的tar包看看具體實現,現在最新版式3.2.8。

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