?Linux 清除內(nèi)存中的cache

首先以Centos6.4的來(lái)說(shuō)，Centos7有些區(qū)別

一、buffer/cache/swap的介紹

#cat /etc/redhat-release  #查看系統(tǒng)版本

CentOS release 6.4 (Final)  

#free -m  #查看緩沖區(qū)及內(nèi)存使用情況

                   total       used       free     shared    buffers     cached

Mem:          7814       7681        132          0         23       5727

-/+ buffers/cache:       1930       5884

Swap:         8191         32       8159

先看第二行Mem行：

Mem:          7814       7681        132          0         23       5727  #內(nèi)存總大小為7814MB，使用7681MB，空閑132MB，共享內(nèi)存0M，buffers：23MB，cached：5727MB

然后看地三行-/+ buffers/cache行：

-/+ buffers/cache:       1930       5884   #(-buffers/cache) used內(nèi)存數(shù)：1930MB(指的第一部分Mem行中的used – buffers – cached)，(+buffers/cache) free內(nèi)存數(shù):5884MB(指的第一部分Mem行中的free + buffers + cached)，也就是說(shuō)-buffers/cache反映的是被程序?qū)崒?shí)在在吃掉的內(nèi)存,而+buffers/cache反映的是可以挪用的內(nèi)存總數(shù).

然后看第四列Swap行：

Swap:         8191         32       8159 #這也就是我們經(jīng)常說(shuō)的虛擬內(nèi)存，8192為swap分區(qū)的總大小為8192MB，32為swap分區(qū)的使用為32MB,8159為swap空閑為8159MB。

swap分區(qū)的作用：

Linux內(nèi)核為了提高讀寫效率與速度，會(huì)將文件在內(nèi)存中進(jìn)行緩存，這部分內(nèi)存就是Cache Memory(緩存內(nèi)存)。即使你的程序運(yùn)行結(jié)束后，Cache Memory也不會(huì)自動(dòng)釋放。這就會(huì)導(dǎo)致你在Linux系統(tǒng)中程序頻繁讀寫文件后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)可用物理內(nèi)存變少。當(dāng)系統(tǒng)的物理內(nèi)存不夠用的時(shí)候，就需要將物理內(nèi)存中的一部分空間釋放出來(lái)，以供當(dāng)前運(yùn)行的程序使用。那些被釋放的空間可能來(lái)自一些很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有什么操作的程序，這些被釋放的空間被臨時(shí)保存到Swap空間中，等到那些程序要運(yùn)行時(shí)，再?gòu)腟wap分區(qū)中恢復(fù)保存的數(shù)據(jù)到內(nèi)存中。這樣，系統(tǒng)總是在物理內(nèi)存不夠時(shí)，才進(jìn)行Swap交換。所以swap分區(qū)不被占用或者占用很少，說(shuō)明現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)存夠用，運(yùn)行還算良好，不會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行。

首先，當(dāng)物理內(nèi)存不足以支撐系統(tǒng)和應(yīng)用程序（進(jìn)程）的運(yùn)作時(shí)，這個(gè)Swap交換分區(qū)可以用作臨時(shí)存放使用率不高的內(nèi)存分頁(yè)，把騰出的內(nèi)存交給急需的應(yīng)用程序（進(jìn)程）使用。有點(diǎn)類似機(jī)房的UPS系統(tǒng)，雖然正常情況下不需要使用，但是異常情況下， Swap交換分區(qū)還是會(huì)發(fā)揮其關(guān)鍵作用。

其次，即使你的服務(wù)器擁有足夠多的物理內(nèi)存，也有一些程序會(huì)在它們初始化時(shí)殘留的極少再用到的內(nèi)存分頁(yè)內(nèi)容轉(zhuǎn)移到 swap 空間，以此讓出物理內(nèi)存空間。對(duì)于有發(fā)生內(nèi)存泄漏幾率的應(yīng)用程序（進(jìn)程），Swap交換分區(qū)更是重要，因?yàn)檎l(shuí)也不想看到由于物理內(nèi)存不足導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。

最后，現(xiàn)在很多個(gè)人用戶在使用Linux，有些甚至是PC的虛擬機(jī)上跑Linux系統(tǒng)，此時(shí)可能常用到休眠（Hibernate），這種情況下也是推薦劃分Swap交換分區(qū)的。

其實(shí)少量使用Swap交換空間是不會(huì)影響性能，只有當(dāng)RAM資源出現(xiàn)瓶頸或者內(nèi)存泄露，進(jìn)程異常時(shí)導(dǎo)致頻繁、大量使用交換分區(qū)才會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重性能問(wèn)題。另外使用Swap交換分區(qū)頻繁，還會(huì)引起kswapd0進(jìn)程（虛擬內(nèi)存管理中, 負(fù)責(zé)換頁(yè)的）耗用大量CPU資源，導(dǎo)致CPU飆升。

空閑內(nèi)存/已用內(nèi)存換算(也可參考-/+ buffers/cache這行信息也是內(nèi)存正確使用率)：

空閑內(nèi)存=free（132）+buffers（23）+cached（5727）=5882

已用內(nèi)存=total(7814)-空閑內(nèi)存（5882）=1932

buffers和cache的區(qū)別：

為了提高磁盤存取效率, Linux做了一些精心的設(shè)計(jì), 除了對(duì)dentry進(jìn)行緩存(用于VFS,加速文件路徑名到inode的轉(zhuǎn)換),還采取了兩種主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。前者針對(duì)磁盤塊的讀寫，后者針對(duì)文件inode的讀寫。這些Cache有效縮短了I/O系統(tǒng)調(diào)用(比如read,write,getdents)的時(shí)間。

磁盤的操作有邏輯級(jí)（文件系統(tǒng)）和物理級(jí)（磁盤塊），這兩種Cache就是分別緩存邏輯和物理級(jí)數(shù)據(jù)的。

Page cache實(shí)際上是針對(duì)文件系統(tǒng)的，是文件的緩存，在文件層面上的數(shù)據(jù)會(huì)緩存到page cache。文件的邏輯層需要映射到實(shí)際的物理磁盤，這種映射關(guān)系由文件系統(tǒng)來(lái)完成。當(dāng)page cache的數(shù)據(jù)需要刷新時(shí)，page cache中的數(shù)據(jù)交給buffer cache，因?yàn)锽uffer Cache就是緩存磁盤塊的。但是這種處理在2.6版本的內(nèi)核之后就變的很簡(jiǎn)單了，沒(méi)有真正意義上的cache操作。

Buffer cache是針對(duì)磁盤塊的緩存，也就是在沒(méi)有文件系統(tǒng)的情況下，直接對(duì)磁盤進(jìn)行操作的數(shù)據(jù)會(huì)緩存到buffer cache中，例如，文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)都會(huì)緩存到buffer cache中。

Buffer：緩沖區(qū)，一個(gè)用于存儲(chǔ)速度不同步的設(shè)備或優(yōu)先級(jí)不同的設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的區(qū)域。通過(guò)緩沖區(qū)，可以使進(jìn)程之間的相互等待變少，從而使從速度慢的設(shè)備讀入數(shù)據(jù)時(shí)，速度快的設(shè)備的操作進(jìn)程不發(fā)生間斷。

緩沖（buffers）是根據(jù)磁盤的讀寫設(shè)計(jì)的，把分散的寫操作集中進(jìn)行，減少磁盤碎片和硬盤的反復(fù)尋道，從而提高系統(tǒng)性能。linux有一個(gè)守護(hù)進(jìn)程定 期清空緩沖內(nèi)容（即寫如磁盤），也可以通過(guò)sync命令手動(dòng)清空緩沖。

簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，page cache用來(lái)緩存文件數(shù)據(jù)，buffer cache用來(lái)緩存磁盤數(shù)據(jù)。在有文件系統(tǒng)的情況下，對(duì)文件操作，那么數(shù)據(jù)會(huì)緩存到page cache，如果直接采用dd等工具對(duì)磁盤進(jìn)行讀寫，那么數(shù)據(jù)會(huì)緩存到buffer cache。

所以我們看linux,只要不用swap的交換空間,就不用擔(dān)心自己的內(nèi)存太少.如果常常swap用很多,可能你就要考慮加物理內(nèi)存了.這也是linux看內(nèi)存是否夠用的標(biāo)準(zhǔn).

Cache： 高速緩存，是位于CPU與主內(nèi)存間的一種容量較小但速度很高的存儲(chǔ)器。由于CPU的速度遠(yuǎn)高于主內(nèi)存，CPU直接從內(nèi)存中存取數(shù)據(jù)要等待一定時(shí)間周 期，Cache中保存著CPU剛用過(guò)或循環(huán)使用的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，當(dāng)CPU再次使用該部分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)可從Cache中直接調(diào)用,這樣就減少了CPU的等待時(shí)間,提 高了系統(tǒng)的效率。Cache又分為一級(jí)Cache(L1 Cache)和二級(jí)Cache(L2 Cache)，L1 Cache集成在CPU內(nèi)部，L2 Cache早期一般是焊在主板上,現(xiàn)在也都集成在CPU內(nèi)部，常見(jiàn)的容量有256KB或512KB L2 Cache。

如果 cache 的值很大，說(shuō)明cache住的文件數(shù)很多。如果頻繁訪問(wèn)到的文件都能被cache住，那么磁盤的讀IO bi會(huì)非常小。

緩存（cached）是把讀取過(guò)的數(shù)據(jù)保存起來(lái)，重新讀取時(shí)若命中（找到需要的數(shù)據(jù)）就不要去讀硬盤了，若沒(méi)有命中就讀硬盤。其中的數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)讀取頻率進(jìn)行組織，把最頻繁讀取的內(nèi)容放在最容易找到的位置，把不再讀的內(nèi)容不斷往后排，直至從中刪除。

注：下面是Centos7.2系統(tǒng)free -m的顯示：

#free -m

              total        used        free      shared  buff/cache   available

Mem:          64252        2924         258        3233       61069       57654

Swap:          8191         144        8047

博文來(lái)自：www.51niux.com

二、內(nèi)存查看命令

2.1 用free加各種參數(shù)例如：

命令參數(shù)：

-b 　以Byte為單位顯示內(nèi)存使用情況。 

-k 　以KB為單位顯示內(nèi)存使用情況。 

-m 　以MB為單位顯示內(nèi)存使用情況。

-g   以GB為單位顯示內(nèi)存使用情況。 

-o 　不顯示緩沖區(qū)調(diào)節(jié)列。 

-s<間隔秒數(shù)> 　持續(xù)觀察內(nèi)存使用狀況。 

-t 　顯示內(nèi)存總和列。 

-V 　顯示版本信息。

# free -k -s 1 #顯示單位為KB，然后每一秒刷新一次。

但是這也只能顯示一個(gè)總量，如果內(nèi)存真的是被使用了，我們應(yīng)該如何查詢哪些進(jìn)程占用內(nèi)存過(guò)大呢？

2.2 top命令

執(zhí)行top，然后按shift+M，可以對(duì)進(jìn)行使用內(nèi)存情況從大到小排序

2.3 ps命令

# ps -aux|sort -k 4 -n  #為了查看方便，讓其從小到大排序

第一列：USER  用戶名

第二列：PID 進(jìn)程ID

第三列：%CPU 進(jìn)程的cpu占用率

第四列：%MEM 進(jìn)程的內(nèi)存占用率

第五列：VSZ 虛擬內(nèi)存中進(jìn)程的大小，單位KB

第六列：RSS 進(jìn)程實(shí)際內(nèi)存大小，單位KB

第七列：TTY 與進(jìn)程關(guān)聯(lián)的終端（tty）

第八列：STAT 進(jìn)程的狀態(tài)

下面為STAT的狀態(tài)碼：

R 運(yùn)行    Runnable (on run queue)            正在運(yùn)行或在運(yùn)行隊(duì)列中等待。

S 睡眠    Sleeping                休眠中, 受阻, 在等待某個(gè)條件的形成或接受到信號(hào)。

I 空閑    Idle

Z 僵死    Zombie（a defunct process)        進(jìn)程已終止, 但進(jìn)程描述符存在, 直到父進(jìn)程調(diào)用wait4()系統(tǒng)調(diào)用后釋放。

D 不可中斷    Uninterruptible sleep (ususally IO)    收到信號(hào)不喚醒和不可運(yùn)行, 進(jìn)程必須等待直到有中斷發(fā)生。

T 終止    Terminate                進(jìn)程收到SIGSTOP, SIGSTP, SIGTIN, SIGTOU信號(hào)后停止運(yùn)行運(yùn)行。

P 等待交換頁(yè)

W 無(wú)駐留頁(yè)    has no resident pages        沒(méi)有足夠的記憶體分頁(yè)可分配。

X 死掉的進(jìn)程

< 高優(yōu)先級(jí)進(jìn)程                    高優(yōu)先序的進(jìn)程

N 低優(yōu)先    級(jí)進(jìn)程                    低優(yōu)先序的進(jìn)程

L 內(nèi)存鎖頁(yè)    Lock                有記憶體分頁(yè)分配并縮在記憶體內(nèi)

s 進(jìn)程的領(lǐng)導(dǎo)者（在它之下有子進(jìn)程）；

l 多進(jìn)程的（使用 CLONE_THREAD, 類似 NPTL pthreads）

+ 位于后臺(tái)的進(jìn)程組

第九列：START  進(jìn)程啟動(dòng)時(shí)間和日期

第十列：TIME  進(jìn)程使用的總cpu時(shí)間

第十一列： COMMAND 正在執(zhí)行的命令行命令

注：如果要進(jìn)一步排查內(nèi)存占用問(wèn)題，可以用# pstree PID -ap #樹狀圖的顯示進(jìn)程間的關(guān)系，默認(rèn)PID為1，也就是全部

# ps -eo user,pid,command|grep mysql  #查出mysql的uid

# pstree 3584 -ap  #查看mysql下面都有哪些進(jìn)程

注：pgrep

pgrep命令以名稱為依據(jù)從運(yùn)行進(jìn)程隊(duì)列中查找進(jìn)程，并顯示查找到的進(jìn)程id。每一個(gè)進(jìn)程ID以一個(gè)十進(jìn)制數(shù)表示，通過(guò)一個(gè)分割字符串和下一個(gè)ID分開，默認(rèn)的分割字符串是一個(gè)新行。對(duì)于每個(gè)屬性選項(xiàng)，用戶可以在命令行上指定一個(gè)以逗號(hào)分割的可能值的集合

參數(shù)： -o：僅顯示找到的最?。ㄆ鹗迹┻M(jìn)程號(hào)； -n：僅顯示找到的最大（結(jié)束）進(jìn)程號(hào)； -l：顯示進(jìn)程名稱； -P：指定父進(jìn)程號(hào)； -g：指定進(jìn)程組； -t：指定開啟進(jìn)程的終端； -u：指定進(jìn)程的有效用戶ID。

# pgrep -l mysqld  

3584 mysqld_safe

3752 mysqld

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2.4  #cat /proc/meminfo  #又或者說(shuō)，我發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)占用內(nèi)存不大，內(nèi)存都被緩存起來(lái)了，想看看內(nèi)存使用的詳細(xì)信息。

#cat /proc/meminfo

MemTotal:        8002048 kB   #所有可用RAM大?。次锢韮?nèi)存減去一些預(yù)留位和內(nèi)核的二進(jìn)制代碼大?。?/div>