free 查看系统内存使用情况

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free 工具用来查看系统可用内存:

解释一下 Linux 上 free 命令的输出。

下面是 free 的运行结果，一共有 4 行。为了方便说明，我加上了列号。这样可以把 free 的输出看成一个二维数组 FO(Free Output)。例如:

free 的输出一共有四行，第四行为交换区的信息，分别是交换的总量（total），使用量（used）和有多少空闲的交换区（free），这个比较清楚，不说太多。

free 输出地第二行和第三行是比较让人迷惑的。这两行都是说明内存使用情况的。第一列是总量（total），第二列是使用量（used），第三列是可用量（free）。

　　第一行的输出时从操作系统（OS）来看的。也就是说，从 OS 的角度来看，计算机上一共有:

24677460KB（缺省时 free 的单位为 KB）物理内存，即 FO[2][1]； 在这些物理内存中有 23276064KB（即 FO[2][2]）被使用了； 还用 1401396KB（即 FO[2][3]）是可用的；

这里得到第一个等式：

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

FO[2][4] 表示被几个进程共享的内存的，现在已经 deprecated，其值总是 0（当然在一些系统上也可能不是 0，主要取决于 free 命令是怎么实现的）。

FO[2][5] 表示被 OS buffer 住的内存。FO[2][6] 表示被 OS cache 的内存。在有些时候 buffer 和 cache 这两个词经常混用。不过在一些比较低层的软件里是要区分这两个词的，看老外的洋文:

也就是说 buffer 是用于存放要输出到 disk（块设备）的数据的，而 cache 是存放从 disk 上读出的数据。这二者是为了提高 IO 性能的，并由 OS 管理。

Linux 和其他成熟的操作系统（例如 windows），为了提高 IO read 的性能，总是要多 cache 一些数据，这也就是为什么 FO[2][6]（cached memory）比较大，而 FO[2][3] 比较小的原因。我们可以做一个简单的测试:

释放掉被系统 cache 占用的数据:

读一个大文件，并记录时间；

关闭该文件；

重读这个大文件，并记录时间；

第二次读应该比第一次快很多。原来我做过一个 BerkeleyDB 的读操作，大概要读 5G 的文件，几千万条记录。在我的环境上，第二次读比第一次大概可以快 9 倍左右。

free 输出的第二行是从一个应用程序的角度看系统内存的使用情况。

对于 FO[3][2]，即 - buffers/cache，表示一个应用程序认为系统被用掉多少内存；

对于 FO[3][3]，即 + buffers/cache，表示一个应用程序认为系统还有多少内存；

因为被系统 cache 和 buffer 占用的内存可以被快速回收，所以通常 FO[3][3] 比 FO[2][3] 会大很多。

这里还用两个等式:

这二者都不难理解。

free 命令由 procps.*.rpm 提供（在 Redhat 系列的 OS 上）。free 命令的所有输出值都是从 / proc/meminfo 中读出的。

在系统上可能有 meminfo(2) 这个函数，它就是为了解析 / proc/meminfo 的。procps 这个包自己实现了 meminfo() 这个函数。可以下载一个 procps 的 tar 包看看具体实现，现在最新版式 3.2.8。