Linux Free命令与cache和buffer的主要区别

Free

　　free 命令相对于top 提供了更简洁的查看系统内存使用状况，用来显示内存的使用状况，使用权限是全部用户

语法

free [-b|-k|-m|-g] [-l] [-o] [-t] [-s delay] [-c count] [-V]

经常使用参数详解
-b， -k，-m，-g：分别以字节（ bytes、KB、MB、GB）为单位显示内存使用状况
-s  delay：显示每隔多少秒数来显示一次内存使用状况（与-c一块儿使用）
-c：按每隔几秒显示内存使用状况时的刷新次数（与-s一块儿使用）
-t：显示内存总和列。
-o：不显示缓冲区调节列
-V：free的版本

　　# free -m

                   total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:          3034       2938         96          0        101       1300
-/+ buffers/cache:       1536       1497
Swap:         1983         71       1912
Total:        5018       3010       2008

　　Mem：表示物理内存统计

　　-/+ buffers/cached：表示物理内存的缓存统计

　　Swap：表示硬盘上交换分区的使用状况，这里咱们不去关心。

　　系统的总物理内存：3034M，但系统当前真正可用的内存b并非第一行free 标记的 96M，它仅表明未被分配的内存。

　　咱们使用total一、used一、free一、used二、free2 等名称来表明上面统计数据的各值，一、2 分别表明第一行和第二行的数据。

　　total1：表示物理内存总量。

　　used1：表示总计分配给缓存（包含buffers 与cache ）使用的数量，但其中可能部分缓存并未实际使用。

　　free1：未被分配的内存。

　　shared1：共享内存，通常系统不会用到，这里也不讨论。

　　buffers1：系统分配但未被使用的buffers 数量。

　　cached1：系统分配但未被使用的cache 数量。buffer 与cache 的区别见后面。

　　used2：实际使用的buffers 与cache 总量，也是实际使用的内存总量。

　　free2：未被使用的buffers 与cache 和未被分配的内存之和，这就是系统当前实际可用内存。

　　能够整理出以下等式：

total1 = used1 + free1

total1 = used2 + free2

used1 = buffers1 + cached1 + used2

 

 

free2 = buffers1 + cached1 + free1

1）第一行：mem，表示操做系统物理内存使用状况（ 针对操做系统而言）
total 241：表示物理内存总量为241M
used 61：表示总计分配给缓存（包含buffers 与cache，及应用程序 ）使用的数量，但其中可能部分缓存并未实际使用，即61M
free 180：表示未被分配的内存数据为180M
share 0：表示应该程序的共享内存为0M
buffers 7：表示系统分配但未被使用的buffers数量
cached 36：表示系统分配但未被使用的cache数量
公式以下：
（1）total=used+free=61M+180M=241M
（2）used=buffers+cached (maybe add shared also)+application=7+36+17=60（因采用MB为单位，因此存在偏差）
注意： 为了提升磁盘存取效率, Linux作了一些精心的设计, 除了对dentry进行缓存（用于VFS,加速文件路径名到inode的转换）, 还采起了两种主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。（呵呵！看到了吧，因此针对操做系统的内存使用状况，usered=buffers+cached+application）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(好比read,write,getdents)的时间 

2）第二行：-/+ buffers/cached，表示应用程序的内存使用状况  （针对应用程序而言）
-buffers/cache：应用程序使用的内存大小（等于used-缓存值=61-7-36=18M，因采用MB为单位，因此存在偏差）
+buffers/cache：全部可供应用程序使用的内存大小（等于free+缓存值=180+7+36=223M）
因此-buffer/cache反映的是：程序实实在在吃掉的内存；而+buffer/cache反映的是：能够挪用的内存总数
公式以下：
（1）-buffers/cache=used-buffers-cached
（2）+buffers/cache=free+buffers+cached 
注意：因为第二行描述的是应用程序的内存使用状况，因此这里的used表示当前应用程序所占用的内存，而free则表示应用程序还可使用内存（总的物理内存 - 应用程序已经使用的)

3）第三行：Swap，表示硬盘上交换分区的使用状况
total 1019：表示总的交换分区的空间大小
used 0：表示当前尚未使用交换分区那部分空间
free 1019：表示还可用的交换分区的空间大小
注意：linux系统中，若是swap分区的空量也开始使用的话，则表示你的内存可能不够用，须要加一些内存了，由于linux是先使用内存的容量，当内存不够用时，才会使用swap分区的空间，这一点也正是与windows的区别；windows是使用swap分区，后使用内存的（看了很生气，有内存不用，反而使用磁盘中所划分出来的虚拟内存，你说直接使用内存好，仍是读取磁盘好，固然是直接读内存）

 

　

2、　buffer 与cache 的区别

　　A buffer is something that has yet to be "written" to disk. A cache is something that has been "read" from the disk and stored for later use.

　　更详细的解释参考：Difference Between Buffer and Cache

　　对于共享内存（Shared memory），主要用于在UNIX 环境下不一样进程之间共享数据，是进程间通讯的一种方法，通常的应用程序不会申请使用共享内存，笔者也没有去验证共享内存对上面等式的影响。若是你有兴趣，请参考：What is Shared Memory?

　　cache 和 buffer的区别：

　　Cache：高速缓存，是位于CPU与主内存间的一种容量较小但速度很高的存储器。因为CPU的速度远高于主内存，CPU直接从内存中存取数据要等待必定时间周期，Cache中保存着CPU刚用过或循环使用的一部分数据，当CPU再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用,这样就减小了CPU的等待时间,提升了系统的效率。Cache又分为一级Cache(L1 Cache)和二级Cache(L2 Cache)，L1 Cache集成在CPU内部，L2 Cache早期通常是焊在主板上,如今也都集成在CPU内部，常见的容量有256KB或512KB L2 Cache。

　　Buffer：缓冲区，一个用于存储速度不一样步的设备或优先级不一样的设备之间传输数据的区域。经过缓冲区，可使进程之间的相互等待变少，从而使从速度慢的设备读入数据时，速度快的设备的操做进程不发生间断。

　　Free中的buffer和cache：（它们都是占用内存）：

　　buffer : 做为buffer cache的内存，是块设备的读写缓冲区

　　cache: 做为page cache的内存, 文件系统的cache

　　若是 cache 的值很大，说明cache住的文件数不少。若是频繁访问到的文件都能被cache住，那么磁盘的读IO bi会很是小。