手工釋放linux記憶體——/proc/sys/vm/drop_cache

linux的記憶體檢視：

[root@localhost 0.1.0]# free -m
                   total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:          4032        694       3337          0          0         25

 

需要說明的是，mem的used=free+buffers+cached，有些情況是cached佔用很多資源，算起來數值就是不對，其實不影響實際使用，下面轉載部分有說明如何清除cached的佔用（實際上可以不清除，不會影響實際使用）

 

當在Linux下頻繁存取檔案後，實體記憶體會很快被用光，當程式結束後，記憶體不會被正常釋放，而是一直作為caching。這個問題，貌似有不少人在問，不過都沒有看到有什麼很好解決的辦法。那麼我來談談這個問題。

 

一、通常情況

先來說說free命令：
引用[root@server ~]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 249 163 86 0 10 94
-/+ buffers/cache: 58 191
Swap: 511 0 511

其中：
引用total 記憶體總數
used 已經使用的記憶體數
free 空閒的記憶體數
shared 多個程式共享的記憶體總額
buffers Buffer Cache和cached Page Cache 磁碟快取的大小
-buffers/cache 的記憶體數:used - buffers - cached
+buffers/cache 的記憶體數:free + buffers + cached

可用的memory=free memory+buffers+cached。

有了這個基礎後，可以得知，我現在used為163MB，free為86MB，buffer和cached分別為10MB，94MB。

那麼我們來看看,如果我執行復制檔案,記憶體會發生什麼變化.
引用[root@server ~]# cp -r /etc ~/test/
[root@server ~]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 249 244 4 0 8 174
-/+ buffers/cache: 62 187
Swap: 511 0 511

在我命令執行結束後，used為244MB，free為4MB，buffers為8MB，cached為174MB，天吶，都被cached吃掉了。別緊張，這是為了提高檔案讀取效率的做法。

為了提高磁碟存取效率，Linux做了一些精心的設計，除了對dentry進行快取（用於VFS，加速檔案路徑名到inode的轉換），還採取了兩種主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。前者針對磁碟塊的讀寫，後者針對檔案inode的讀寫。這些Cache有效縮短了 I/O系統呼叫（比如read，write，getdents）的時間。
那麼有人說過段時間，linux會自動釋放掉所用的記憶體。等待一段時間後，我們使用free再來試試，看看是否有釋放？

[root@server test]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 249 244 5 0 8 174
-/+ buffers/cache: 61 188
Swap: 511 0 511

似乎沒有任何變化。（實際情況下，記憶體的管理還與Swap有關）
那麼我能否手動釋放掉這些記憶體呢？回答是可以的！

二、手動釋放快取
/proc是一個虛擬檔案系統，我們可以通過對它的讀寫操作做為與kernel實體間進行通訊的一種手段。也就是說可以通過修改/proc中的檔案，來對當前kernel的行為做出調整。那麼我們可以通過調整/proc/sys/vm/drop_caches來釋放記憶體。操作如下：

[root@server test]# cat /proc/sys/vm/drop_caches
0
首先，/proc/sys/vm/drop_caches的值，預設為0。

[root@server test]# sync

手動執行sync命令（描述：sync 命令執行 sync 子例程。如果必須停止系統，則執行sync 命令以確保檔案系統的完整性。sync 命令將所有未寫的系統緩衝區寫到磁碟中，包含已修改的 i-node、已延遲的塊 I/O 和讀寫對映檔案）

[root@server test]# echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
[root@server test]# cat /proc/sys/vm/drop_caches
3

將/proc/sys/vm/drop_caches值設為3

[root@server test]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 249 66 182 0 0 11
-/+ buffers/cache: 55 194
Swap: 511 0 511

再來執行free命令，會發現現在的used為66MB，free為182MB，buffers為0MB，cached為11MB。那麼有效的釋放了buffer和cache。
有關/proc/sys/vm/drop_caches的用法在下面進行了說明

引用/proc/sys/vm/drop_caches (since Linux 2.6.16)
Writing to this file causes the kernel to drop clean caches,dentries and inodes from memory, causing that memory to become free.

To free pagecache, use

 echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches;

 to free dentries and inodes, use

echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches;

to free pagecache, dentries and inodes, use

 echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches.

Because this is a non-destructive operation and dirty objects are not freeable, the user should run sync first.

三、我的意見
上述文章就長期以來很多使用者對Linux記憶體管理方面的疑問，給出了一個比較“直觀”的回覆，我更覺得有點像是核心開發小組的妥協。
對於是否需要使用這個值，或向使用者提及這個值，我是有保留意見的：

1、從man可以看到，這值從2.6.16以後的核心版本才提供，也就是老版的作業系統，如紅旗DC 5.0、RHEL 4.x之前的版本都沒有；
2、若對於系統記憶體是否夠用的觀察，我還是原意去看swap的使用率和si/so兩個值的大小；

使用者常見的疑問是，為什麼free這麼小，是否關閉應用後記憶體沒有釋放？
但實際上，我們都知道這是因為Linux對記憶體的管理與Windows不同，free小並不是說記憶體不夠用了，應該看的是free的第二行最後一個值："-/+ buffers/cache: 58 191" 這才是系統可用的記憶體大小。

實際專案中告訴我們，如果因為是應用有像記憶體洩露、溢位的問題，從swap的使用情況是可以比較快速可以判斷的，但free上面反而比較難檢視。相反，如果在這個時候，我們告訴使用者，修改系統的一個值，“可以”釋放記憶體，free就大了。使用者會怎麼想？不會覺得作業系統“有問題”嗎？所以說，我覺得既然核心是可以快速清空buffer或cache，也不難做到（這從上面的操作中可以明顯看到），但核心並沒有這樣做（預設值是0），我們就不應該隨便去改變它。一般情況下，應用在系統上穩定執行了，free值也會保持在一個穩定值的，雖然看上去可能比較小。當發生記憶體不足、應用獲取不到可用記憶體、OOM錯誤等問題時，還是更應該去分析應用方面的原因，如使用者量太大導致記憶體不足、發生應用記憶體溢位等情況，否則，清空buffer，強制騰出free的大小，可能只是把問題給暫時遮蔽了。

我覺得，排除記憶體不足的情況外，除非是在軟體開發階段，需要臨時清掉buffer，以判斷應用的記憶體使用情況；或應用已經不再提供支援，即使應用對記憶體的時候確實有問題，而且無法避免的情況下，才考慮定時清空buffer。（可惜，這樣的應用通常都是執行在老的作業系統版本上，上面的操作也解決不了）。

 

測試

[root@testserver ~]# uname -a
Linux testserver 2.6.18-164.el5 #1 SMP Thu Sep 3 03:28:30 EDT 2009 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

[root@testserver ~]# free -m
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:          2013       1661        352          0        223       1206
-/+ buffers/cache:        231       1782
Swap:         2047          0       2047

[root@testserver ~]# sync
[root@testserver ~]# sync
[root@testserver ~]# cat /proc/sys/vm/drop_caches
0
[root@testserver ~]# echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
[root@testserver ~]# cat /proc/sys/vm/drop_caches    
3
[root@testserver ~]# free -m
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:          2013        100       1913          0          0         14
-/+ buffers/cache:         85       1927
Swap:         2047          0       2047
[root@testserver ~]#