Linux中用free指令檢視記憶體占用情況

free指令可以顯示Linux系統中空閑的、已用的實體記憶體及swap記憶體,及被核心使用的buffer。在Linux系統監控的工具中，free指令是最經常使用的指令之一。

1．指令格式：

free [參數]

2．指令功能：

free 指令顯示系統使用和空閑的記憶體情況，包括實體記憶體、互動區記憶體(swap)和核心緩沖區記憶體。共享記憶體将被忽略

3．指令參數：

-b 　以Byte為機關顯示記憶體使用情況。 

-k 　以KB為機關顯示記憶體使用情況。 

-m 　以MB為機關顯示記憶體使用情況。

-g   以GB為機關顯示記憶體使用情況。 

-o 　不顯示緩沖區調節列。 

-s<間隔秒數> 　持續觀察記憶體使用狀況。 

-t 　顯示記憶體總和列。 

-V 　顯示版本資訊。 

4．使用執行個體：

執行個體1：顯示記憶體使用情況

指令：

free

free -g

free -m

輸出：

[[email protected] service]# free

                total              used              free                   shared    buffers       cached

Mem:      32940112   30841684    2098428          0              4545340   11363424

-/+ buffers/cache:       14932920   18007192

Swap:     32764556   1944984      30819572

[[email protected] service]# free -g

                    total       used       free     shared    buffers     cached

Mem:            31         29          2          0              4               10

-/+ buffers/cache:     14         17

Swap:           31          1           29

[[email protected] service]# free -m

                   total          used         free            shared    buffers     cached

Mem:         32168      30119       2048          0             4438        11097

-/+ buffers/cache:      14583      17584

Swap:        31996      1899         30097

說明：

下面是對這些數值的解釋：

total:總計實體記憶體的大小。

used:已使用多大。

free:可用有多少。

Shared:多個程序共享的記憶體總額。

Buffers/cached:磁盤緩存的大小。

(-buffers/cache) used記憶體數：指的第一部分Mem行中的used - buffers - cached

(+buffers/cache) free記憶體數: 指的第一部分Mem行中的free + buffers + cached

可見-buffers/cache反映的是被程式實實在在吃掉的記憶體，而+buffers/cache反映的是可以挪用的記憶體總數。

第四行是交換分區SWAP的，也就是我們通常所說的虛拟記憶體。

差別：第二行(mem)的used/free與第三行(-/+ buffers/cache) used/free的差別。 這兩個的差別在于使用的角度來看，第一行是從OS的角度來看，因為對于OS，buffers/cached 都是屬于被使用，是以他的可用記憶體是2098428KB,已用記憶體是30841684KB,其中包括，核心（OS）使用+Application(X, oracle,etc)使用的+buffers+cached.

第三行所指的是從應用程式角度來看，對于應用程式來說，buffers/cached 是等于可用的，因為buffer/cached是為了提高檔案讀取的性能，當應用程式需在用到記憶體的時候，buffer/cached會很快地被回收。

是以從應用程式的角度來說，可用記憶體=系統free memory+buffers+cached。

如本機情況的可用記憶體為：

18007156=2098428KB+4545340KB+11363424KB

接下來解釋什麼時候記憶體會被交換，以及按什麼方交換。 

當可用記憶體少于額定值的時候，就會開會進行交換.如何看額定值： 

指令：

cat /proc/meminfo 

輸出：

[[email protected] service]# cat /proc/meminfo

MemTotal:     32940112 kB

MemFree:       2096700 kB

Buffers:       4545340 kB

Cached:       11364056 kB

SwapCached:    1896080 kB

Active:       22739776 kB

Inactive:      7427836 kB

HighTotal:           0 kB

HighFree:            0 kB

LowTotal:     32940112 kB

LowFree:       2096700 kB

SwapTotal:    32764556 kB

SwapFree:     30819572 kB

Dirty:             164 kB

Writeback:           0 kB

AnonPages:    14153592 kB

Mapped:          20748 kB

Slab:           590232 kB

PageTables:      34200 kB

NFS_Unstable:        0 kB

Bounce:              0 kB

CommitLimit:  49234612 kB

Committed_AS: 23247544 kB

VmallocTotal: 34359738367 kB

VmallocUsed:    278840 kB

VmallocChunk: 34359459371 kB

HugePages_Total:     0HugePages_Free:      0HugePages_Rsvd:      0Hugepagesize:     2048 kB

交換将通過三個途徑來減少系統中使用的實體頁面的個數：　 

1.減少緩沖與頁面cache的大小， 

2.将系統V類型的記憶體頁面交換出去，　 

3.換出或者丢棄頁面。(Application 占用的記憶體頁，也就是實體記憶體不足）。 

事實上，少量地使用swap是不是影響到系統性能的。

那buffers和cached都是緩存，兩者有什麼差別呢？

為了提高磁盤存取效率, Linux做了一些精心的設計, 除了對dentry進行緩存(用于VFS,加速檔案路徑名到inode的轉換), 還采取了兩種主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。前者針對磁盤塊的讀寫，後者針對檔案inode的讀寫。這些Cache有效縮短了 I/O系統調用(比如read,write,getdents)的時間。

磁盤的操作有邏輯級（檔案系統）和實體級（磁盤塊），這兩種Cache就是分别緩存邏輯和實體級資料的。

Page cache實際上是針對檔案系統的，是檔案的緩存，在檔案層面上的資料會緩存到page cache。檔案的邏輯層需要映射到實際的實體磁盤，這種映射關系由檔案系統來完成。當page cache的資料需要重新整理時，page cache中的資料交給buffer cache，因為Buffer Cache就是緩存磁盤塊的。但是這種處理在2.6版本的核心之後就變的很簡單了，沒有真正意義上的cache操作。

Buffer cache是針對磁盤塊的緩存，也就是在沒有檔案系統的情況下，直接對磁盤進行操作的資料會緩存到buffer cache中，例如，檔案系統的中繼資料都會緩存到buffer cache中。

簡單說來，page cache用來緩存檔案資料，buffer cache用來緩存磁盤資料。在有檔案系統的情況下，對檔案操作，那麼資料會緩存到page cache，如果直接采用dd等工具對磁盤進行讀寫，那麼資料會緩存到buffer cache。

是以我們看linux,隻要不用swap的交換空間,就不用擔心自己的記憶體太少.如果常常swap用很多,可能你就要考慮加實體記憶體了.這也是linux看記憶體是否夠用的标準.

如果是應用伺服器的話，一般隻看第二行，+buffers/cache,即對應用程式來說free的記憶體太少了，也是該考慮優化程式或加記憶體了。

執行個體2：以總和的形式顯示記憶體的使用資訊

指令：

 free -t 

輸出：

[[email protected] service]#  free -t 

             total       used       free     shared    buffers     cached

Mem:      32940112   30845024    2095088          0    4545340   11364324

-/+ buffers/cache:   14935360   18004752Swap:     32764556    1944984   30819572Total:    65704668   32790008   32914660[[email protected] service]#

說明：

執行個體3：周期性的查詢記憶體使用資訊

指令：

free -s 10

輸出：

[[email protected] service]#  free -s 10

             total       used       free     shared    buffers     cached

Mem:      32940112   30844528    2095584          0    4545340   11364380

-/+ buffers/cache:   14934808   18005304Swap:     32764556    1944984   30819572

             total       used       free     shared    buffers     cached

Mem:      32940112   30843932    2096180          0    4545340   11364388

-/+ buffers/cache:   14934204   18005908Swap:     32764556    1944984   30819572

說明：

每10s 執行一次指令