Linux下内存占用分析

使用 free 命令进行分析

[root@k8s-control-plane-02 ~]# free -lwh
              total        used        free      shared     buffers       cache   available
Mem:          7.5Gi       4.7Gi       1.4Gi        72Mi          0B       1.4Gi       2.4Gi
Low:          7.5Gi       6.1Gi       1.4Gi
High:            0B          0B          0B
Swap:            0B          0B          0B
[root@k8s-control-plane-02 ~]#

• Total(7.5Gi) = Low used(6.1Gi) + free(1.4Gi)
• Low used(6.1Gi) = Mem used(4.7Gi) + cache(1.4Gi)

1. cache 字段说明

• cache: IO读缓存， 这个IO不只是文件IO，也可以是网络IO

cache 就是缓存的意思。当系统读文件的时候，都是把数据从硬盘读到内存里，因为硬盘比内存慢很多，所以这个过程会很耗时。

为了提高效率，linux 会把读进来的文件在内存中缓存下来（因为读取相近部分的内容是程序很常见的情况），即使程序结束，cache 也不会被自动释放。

所以呢，如果有程序进行大量的读文件操作，你会发现内存使用率就上去了。

如果其他程序使用要使用内存的时候，linux 也会把这些没人使用的 cache 释放掉，给其他运行的程序使用。

手动去释放掉这部分内存：

echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches

2. buffer 字段说明

• buffer: IO写缓存， 这个IO不只是文件IO，也可以是网络IO

buffer 的意思和 cache 相近，不过稍有区别。

考虑内存写文件到硬盘的过程，因为硬盘太慢了，如果内存要等待数据写完之后才继续后面的操作，实在是效率很低的事情，也会影响程序的运行速度。

所以就有了 buffer，写到硬盘的数据会放到 buffer 里面，内存很快把数据写到 buffer，可以继续其他的工作，而硬盘可以在后台慢慢读出 buffer 中的数据，保存起来。这样就提高了读写的效率！

讲一个大家会经常遇到的例子，当我们把电脑里中的文件拷贝到 U 盘的时候，如果文件特别大，大家会遇到这种情况：明明看到文件已经拷贝完了，但系统还是会提示 U 盘正在使用中。这就是 buffer 的原因，拷贝程序把东西放到 buffer 之后，但是 U 盘还没有写完。

同样的，可以手动来 flush buffer 的内容，使用的命令是 sync。

3. free 字段说明

free 是真正尚未被使用的物理内存数量。

4. available 字段说明

available 是从应用程序的角度看到的可用内存数量。

Linux 内核为了提升磁盘操作的性能，会消耗一部分内存去缓存磁盘数据，就是我们介绍的 buffer 和 cache。所以对于内核来说，buffer 和 cache 都属于已经被使用的内存。

当应用程序需要内存时，如果没有足够的 free 内存可以用，内核就会从 buffer 和 cache 中回收内存来满足应用程序的请求。

所以从应用程序的角度来说，available = free + buffer + cache。请注意，这只是一个很理想的计算方式，实际中的数据往往有较大的误差。

5. shared 字段说明

shared 被共享使用的物理内存大小，是进程间通信的一种方式。

6. swap 字段说明

swap 是实现虚拟内存的重要概念。如果系统的负载太大，内存被用完，可能会出现严重的问题。

swap 就是把硬盘上一部分空间当做内存使用，正在运行程序会使用物理内存，把没有正在使用的内存放到硬盘，这叫做 swap out；而把硬盘 swap 部分的内存重新放到物理内存中，叫做 swap in。

swap 可以再逻辑上扩大内存空间，但是会造成系统变慢，因为硬盘读写速度很慢。linux 系统比较智能，会把那些不怎么频繁使用的内存放到 swap。

7. /proc/meminfo 文件

其实 free 命令中的信息都来自于 /proc/meminfo 文件。/proc/meminfo 文件包含了更多更原始的信息，只是看起来不太直观：

cat /proc/meminfo

查看内存占用较高的进程

使用 top 命令

执行 top 命令之后，

• 输入 大写P 是按 cpu利用率排序
• 输入 大写M 是按 内存占用率排序