Linux内存、Swap、Cache、Buffer

在Linux系统下，我们一般不需要去释放内存，因为系统已经将内存管理的很好,但是凡事也有例外。

1. 通过free命令看Linux内存


total：总内存大小。
used：已经使用的内存大小(这里面包含cached和buffers和shared部分)。
free：空闲的内存大小。
shared：进程间共享内存(一般不会用，可以忽略)。
buffers：内存中写完的东西缓存起来，这样快速响应请求，后面数据再定期刷到磁盘上。
cached：内存中读完缓存起来内容占的大小(这部分是为了下次查询时快速返回)。
-/+ buffers/cache看做两部分：
-buffers/cache：正在使用的内存大小(注意不是used部分，因为buffers和cached并不是正在使用的，组织和人民需要是它们是可以释放的)，其值=used-buffers-cached。
+buffers/cache：可用的内存大小(同理也不是free表示的部分)，其值=free+buffers+cached。
Swap：硬盘上交换分区的使用大小。
设计的目的就是当上面提到的+buffers/cache表示的可用内存都已使用完，新的读写请求过来后，会把内存中的部分数据写入磁盘，从而把磁盘的部分空间当做虚拟内存来使用。
2. Buffer和Cache介绍

Cache(缓存)，为了调高CPU和内存之间数据交换而设计，Buffer(缓冲)为了提高内存和硬盘(或其他I/O设备的数据交换而设计)。
Cache主要是针对读操作设计的，不过Cache概念可能容易混淆，我理解为CPU本身就有Cache，包括一级缓存、二级缓存、三级缓存，我们知道CPU所有的指令操作对接的都是内存，而CPU的处理能力远高于内存速度，所以为了不让CPU资源闲置，Intel等公司在CPU内部集成了一些Cache，但毕竟不能放太多电路在里面，所以这部分Cache并不是很大，主要是用来存放一些常用的指令和常用数据，真正大部分Cache的数据应该是占用内存的空间来缓存请求过的数据，即上面的Cached部分(这部分纯属个人理解，正确与否有待考证)。
Buffer主要是针对写操作设计的，更细的说是针对内存和硬盘之间的写操作来设计的，目的是将写的操作集中起来进行，减少磁盘碎片和硬盘反复寻址过程，提高性能。
在Linux系统内部有一个守护进程会定期清空Buffer中的内容，将其写入硬盘内，当手动执行sync命令时也会触发上述操作。
3. 常见症状
症状一：在Linux中频繁存取文件，物理内存很快用光，而cached一直在增长。
解释：Linux会对每次请求过的数据缓存在cache里，好处就是CPU的处理速度远远高于内存，所以在CPU和内存通讯的时候可以快速从cache中命中结果返回。
症状二：Swap被占用。
解释：内存可能不够了，才会占Swap，所以Swap可以作为服务器监控的一项指标，引起注意。
4. 手动清理Swap和buffers/cache
(1) 清理Swap
swapoff -a && swapon -a
操作说明：如果已经使用了Swap，且当前清空下+buffers/cache还有空间，在执行 swapoff -a操作时，会触发把Swap中的内容交换到内存中，数据不会丢失。
(2) 清理buffers/cache:
sync; sync; sync;&& echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches sleep 2 echo 0 > /proc/sys/vm/drop_caches
操作说明：
sync-->将缓存的内从写回到硬盘中;
echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches-->修改drop_caches的值为3，默认为0，改为3系统会清理缓存的内容;
sleep 2 --> 等一下，防止上一步没执行完;
echo 0 >/proc/sys/vm/drop_caches --> 改回默认值
5. 总结
通过上面的分析可以知道，当空闲物理内存不多时，不一定表示系统运行状态很差，因为内存的cache及buffer部分可以随时被重用，在某种意义上，这两部分内存也可以看作诗额外的空闲内存。

原文来自：http://os.51cto.com/art/202012/636622.htm
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