Linux記憶體、Swap、Cache、Buffer

在 下，我們一般不需要去釋放記憶體，因為系統已經將記憶體管理的很好,但是凡事也有例外。

total：總記憶體大小。

used：已經使用的記憶體大小(這裡麵包含cached和buffers和shared部分)。

free：空閒的記憶體大小。

shared：程式間共享記憶體(一般不會用，可以忽略)。

buffers：記憶體中寫完的東西快取起來，這樣快速響應請求，後面資料再定期刷到磁碟上。

cached：記憶體中讀完快取起來內容佔的大小(這部分是為了下次查詢時快速返回)。

-/+ buffers/cache看做兩部分：

-buffers/cache：正在使用的記憶體大小(注意不是used部分，因為buffers和cached並不是正在使用的，組織和人民需要是它們是可以釋放的)，其值=used-buffers-cached。

+buffers/cache：可用的記憶體大小(同理也不是free表示的部分)，其值=free+buffers+cached。

Swap：硬碟上交換分割槽的使用大小。

設計的目的就是當上面提到的+buffers/cache表示的可用記憶體都已使用完，新的讀寫請求過來後，會把記憶體中的部分資料寫入磁碟，從而把磁碟的部分空間當做虛擬記憶體來使用。

Cache(快取)，為了調高CPU和記憶體之間資料交換而設計，Buffer(緩衝)為了提高記憶體和硬碟(或其他I/O裝置的資料交換而設計)。

Cache主要是針對讀操作設計的，不過Cache概念可能容易混淆，我理解為CPU本身就有Cache，包括一級快取、二級快取、三級快取，我們知道CPU所有的指令操作對接的都是記憶體，而CPU的處理能力遠高於記憶體速度，所以為了不讓CPU資源閒置，Intel等公司在CPU內部整合了一些Cache，但畢竟不能放太多電路在裡面，所以這部分Cache並不是很大，主要是用來存放一些常用的指令和常用資料，真正大部分Cache的資料應該是佔用記憶體的空間來快取請求過的資料，即上面的Cached部分(這部分純屬個人理解，正確與否有待考證)。

Buffer主要是針對寫操作設計的，更細的說是針對記憶體和硬碟之間的寫操作來設計的，目的是將寫的操作集中起來進行，減少磁碟碎片和硬碟反覆定址過程，提高效能。

在Linux系統內部有一個守護程式會定期清空Buffer中的內容，將其寫入硬碟內，當手動執行sync 時也會觸發上述操作。

症狀一：在Linux中頻繁存取檔案，實體記憶體很快用光，而cached一直在增長。

解釋：Linux會對每次請求過的資料快取在cache裡，好處就是CPU的處理速度遠遠高於記憶體，所以在CPU和記憶體通訊的時候可以快速從cache中命中結果返回。

症狀二：Swap被佔用。

解釋：記憶體可能不夠了，才會佔Swap，所以Swap可以作為伺服器監控的一項指標，引起注意。

swapoff -a && swapon -a

操作說明：如果已經使用了Swap，且當前清空下+buffers/cache還有空間，在執行 swapoff -a操作時，會觸發把Swap中的內容交換到記憶體中，資料不會丟失。

sync; sync; sync;&& echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches  
sleep 2  
echo 0 > /proc/sys/vm/drop_caches

操作說明：

sync-->將快取的內從寫回到硬碟中;

echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches-->修改drop_caches的值為3，預設為0，改為3系統會清理快取的內容;

sleep 2 --> 等一下，防止上一步沒執行完;

echo 0 >/proc/sys/vm/drop_caches --> 改回預設值

透過上面的分析可以知道，當空閒實體記憶體不多時，不一定表示系統執行狀態很差，因為記憶體的cache及buffer部分可以隨時被重用，在某種意義上，這兩部分記憶體也可以看作詩額外的空閒記憶體。

swap如果被頻繁呼叫，bi，bo長時間不為0，則才是記憶體資源是否緊張的依據。透過free看資源時，實際主要關注-/+ buffers/cache的值就可以知道記憶體到底夠不夠了。