free命令

free命令可以顯示Linux系統中空閒的、已用的物理內存及swap內存,及被內核使用的buffer。在Linux系統監控的工具中,free命令是最經常使用的命令之一。

1.命令格式

free [參數]

2.命令功能

free 命令顯示系統使用和空閒的內存情況,包括物理內存、交互區內存(swap)和內核緩衝區內存。共享內存將被忽略

3.命令參數

  • -b  以Byte爲單位顯示內存使用情況。
  • -k  以KB爲單位顯示內存使用情況。
  • -m  以MB爲單位顯示內存使用情況。
  • -gGB爲單位顯示內存使用情況。
  • -o  不顯示緩衝區調節列。
  • -s<間隔秒數>  持續觀察內存使用狀況。
  • -t  顯示內存總和列。
  • -V  顯示版本信息。

4.使用實例

實例1:顯示內存使用情況

命令:

free
free -g
free -m

輸出:

[yiibai@localhost ~]$ free
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:         999936      130180       62484        6892      807272      673076
Swap:       2097148           0     2097148
[yiibai@localhost ~]$ free -g
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:              0           0           0           0           0           0
Swap:             1           0           1
[yiibai@localhost ~]$ free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            976         127          60           6         788         657
Swap:          2047           0        2047
[yiibai@localhost ~]$

下面是對這些數值的解釋:

  • total:總計物理內存的大小。
  • used:已使用多大。
  • free:可用有多少。
  • Shared:多個進程共享的內存總額。
  • Buffers/cached:磁盤緩存的大小。

第三行(-/+ buffers/cached):

  • used:已使用多大。
  • free:可用有多少。

第四行是交換分區SWAP的,也就是通常所說的虛擬內存。
區別:第二行(mem)的used/free與第三行(-/+ buffers/cache) used/free的區別。 這兩個的區別在於使用的角度來看,第一行是從OS的角度來看,因爲對於OS,buffers/cached 都是屬於被使用,所以他的可用內存是2098428KB,已用內存是30841684KB,其中包括,內核(OS)使用+Application(X, oracle,etc)使用的+buffers+cached.
第三行所指的是從應用程序角度來看,對於應用程序來說,buffers/cached 是等於可用的,因爲buffer/cached是爲了提高文件讀取的性能,當應用程序需在用到內存的時候,buffer/cached會很快地被回收。

所以從應用程序的角度來說,可用內存=系統free memory+buffers+cached。
如本機情況的可用內存爲:

999936=130180KB+62484KB+807272KB

接下來解釋什麼時候內存會被交換,以及按什麼方交換。
當可用內存少於額定值的時候,就會開會進行交換.如何看額定值:

命令:

cat /proc/meminfo

輸出:

[yiibai@localhost ~]$ cat /proc/meminfo
MemTotal:         999936 kB
MemFree:           74056 kB
MemAvailable:     673076 kB
Buffers:              76 kB
Cached:           708196 kB
SwapCached:            0 kB
Active:            94760 kB
Inactive:         693360 kB
Active(anon):      42896 kB
Inactive(anon):    43884 kB
Active(file):      51864 kB
Inactive(file):   649476 kB
Unevictable:           0 kB
Mlocked:               0 kB
SwapTotal:       2097148 kB
SwapFree:        2097148 kB
Dirty:             19448 kB
Writeback:             0 kB
AnonPages:         79928 kB
Mapped:            25792 kB
Shmem:              6920 kB
Slab:              87456 kB
SReclaimable:      50804 kB
SUnreclaim:        36652 kB
KernelStack:        4112 kB
PageTables:         4536 kB
NFS_Unstable:          0 kB
Bounce:                0 kB
WritebackTmp:          0 kB
CommitLimit:     2597116 kB
Committed_AS:     320824 kB
VmallocTotal:   34359738367 kB
VmallocUsed:      181632 kB
VmallocChunk:   34359310332 kB
HardwareCorrupted:     0 kB
AnonHugePages:      6144 kB
HugePages_Total:       0
HugePages_Free:        0
HugePages_Rsvd:        0
HugePages_Surp:        0
Hugepagesize:       2048 kB
DirectMap4k:       63360 kB
DirectMap2M:      985088 kB
[yiibai@localhost ~]$

交換將通過三個途徑來減少系統中使用的物理頁面的個數: 

  1. 減少緩衝與頁面cache的大小,
  2. 將系統V類型的內存頁面交換出去, 
  3. 換出或者丟棄頁面。(應用程序佔用的內存頁,也就是物理內存不足)。

事實上,少量地使用swap是不是影響到系統性能的。

bufferscached都是緩存,兩者有什麼區別呢?
爲了提高磁盤存取效率, Linux做了一些精心的設計, 除了對dentry進行緩存(用於VFS,加速文件路徑名到inode的轉換), 還採取了兩種主要Cache方式:Buffer Cache和Page Cache。前者針對磁盤塊的讀寫,後者針對文件inode的讀寫。這些Cache有效縮短了 I/O系統調用(比如read,write,getdents)的時間。
磁盤的操作有邏輯級(文件系統)和物理級(磁盤塊),這兩種Cache就是分別緩存邏輯和物理級數據的。
Page cache實際上是針對文件系統的,是文件的緩存,在文件層面上的數據會緩存到page cache。文件的邏輯層需要映射到實際的物理磁盤,這種映射關係由文件系統來完成。當page cache的數據需要刷新時,page cache中的數據交給buffer cache,因爲Buffer Cache就是緩存磁盤塊的。但是這種處理在2.6版本的內核之後就變的很簡單了,沒有真正意義上的cache操作。
Buffer cache是針對磁盤塊的緩存,也就是在沒有文件系統的情況下,直接對磁盤進行操作的數據會緩存到buffer cache中,例如,文件系統的元數據都會緩存到buffer cache中。
簡單說來,page cache用來緩存文件數據,buffer cache用來緩存磁盤數據。在有文件系統的情況下,對文件操作,那麼數據會緩存到page cache,如果直接採用dd等工具對磁盤進行讀寫,那麼數據會緩存到buffer cache。
所以我們看linux,只要不用swap的交換空間,就不用擔心自己的內存太少.如果常常swap用很多,可能你就要考慮加物理內存了。這也是linux看內存是否夠用的標準.
如果是應用服務器的話,一般只看第二行,+buffers/cache,即對應用程序來說free的內存太少了,也是該考慮優化程序或加內存了。

實例2:以總和的形式顯示內存的使用信息

命令:

free -t

輸出:

[yiibai@localhost ~]$ free -t
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:         999936      130760       69356        6920      799820      672436
Swap:       2097148           0     2097148
Total:      3097084      130760     2166504
[yiibai@localhost ~]$

實例3:週期性的查詢內存使用信息

命令:

free -s 5

上面的命令是每 10s 執行一次命令,輸出結果如下:

[yiibai@localhost ~]$ free -s 5
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:         999936      130720       71080        6920      798136      672468
Swap:       2097148           0     2097148

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:         999936      130696       67980        6920      801260      672436
Swap:       2097148           0     2097148

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:         999936      130560       80104        6920      789272      672640
Swap:       2097148           0     2097148

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:         999936      130620       75304        6920      794012      672560
Swap:       2097148           0     2097148