free命令可以显示当前系统未使用的和已使用的内存数目,还可以显示被内核使用的内存缓冲区。

语法

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free(选项)

free 命令显示系统使用和空闲的内存情况,包括物理内存、交互区内存(swap)和内核缓冲区内存。共享内存将被忽略

选项

  • -b:以Byte为单位显示内存使用情况;
  • -k:以KB为单位显示内存使用情况;
  • -m:以MB为单位显示内存使用情况;
  • -o:不显示缓冲区调节列;
  • -s<间隔秒数>:持续观察内存使用状况;
  • -t:显示内存总和列;
  • -V:显示版本信息。

实例

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free -m
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:          2016       1973         42          0        163       1497
-/+ buffers/cache:        312       1703
Swap:         4094          0       4094

第一部分Mem行解释:

  • total:内存总数;
  • used:已经使用的内存数;
  • free:空闲的内存数;
  • shared:当前已经废弃不用;
  • buffers Buffer:缓存内存数;
  • cached Page:缓存内存数。

关系:total = used + free

第二部分(-/+ buffers/cache)解释:

  • (-buffers/cache) used内存数:第一部分Mem行中的 used – buffers – cached
  • (+buffers/cache) free内存数: 第一部分Mem行中的 free + buffers + cached

可见-buffers/cache反映的是被程序实实在在吃掉的内存,而+buffers/cache反映的是可以挪用的内存总数。

第三部分是指交换分区。

分析

第二行(mem)的used/free与第三行(-/+ buffers/cache) used/free的区别。 这两个的区别在于使用的角度来看,第一行是从OS的角度来看,因为对于OS,buffers/cached 都是属于被使用,所以他的可用内存是2098428KB,已用内存是30841684KB,其中包括: 内核(OS)使用+Application(X, oracle,etc)使用的+buffers+cached.

第三行所指的是从应用程序角度来看,对于应用程序来说,buffers/cached 是等于可用的,因为buffer/cached是为了提高文件读取的性能,当应用程序需在用到内存的时候,buffer/cached会很快地被回收。

所以从应用程序的角度来说,可用内存=系统free memory+buffers+cached。

buffers和cached区别

为了提高磁盘存取效率, Linux做了一些精心的设计, 除了对dentry进行缓存(用于VFS,加速文件路径名到inode的转换), 还采取了两种主要Cache方式:Buffer Cache和Page Cache。前者针对磁盘块的读写,后者针对文件inode的读写。这些Cache有效缩短了 I/O系统调用(比如read,write,getdents)的时间。

磁盘的操作有逻辑级(文件系统)和物理级(磁盘块),这两种Cache就是分别缓存逻辑和物理级数据的。

Page cache实际上是针对文件系统的,是文件的缓存,在文件层面上的数据会缓存到page cache。文件的逻辑层需要映射到实际的物理磁盘,这种映射关系由文件系统来完成。当page cache的数据需要刷新时,page cache中的数据交给buffer cache,因为Buffer Cache就是缓存磁盘块的。但是这种处理在2.6版本的内核之后就变的很简单了,没有真正意义上的cache操作。

Buffer cache是针对磁盘块的缓存,也就是在没有文件系统的情况下,直接对磁盘进行操作的数据会缓存到buffer cache中,例如,文件系统的元数据都会缓存到buffer cache中。

简单说来,page cache用来缓存文件数据,buffer cache用来缓存磁盘数据。在有文件系统的情况下,对文件操作,那么数据会缓存到page cache,如果直接采用dd等工具对磁盘进行读写,那么数据会缓存到buffer cache。