Linux/CentOS 6 free 命令详解

 

下面是free的运行结果，一共有4行。为了方便说明，我加上了列号。这样能够把free的输出当作一个二维数组FO(Free Output)。例如：

• FO[2][1] = 24677460
• FO[3][2] = 10321516 

		1	2	3	4	5	6
1		total	used	free	shared	buffers	cached
2	Mem:	24677460	23276064	1401396	0	870540	12084008
3	-/+ buffers/cache		10321516	14355944
4	Swap:	25151484	224188	24927296

一、交换分区使用状况

     free的输出一共有四行，第四行为交换区的信息，分别是交换的总量（total），使用量（used）和有多少空闲的交换区（free），这个比较清楚，不说太多。

二、系统分区使用状况

    free输出地第二行和第三行是比较让人迷惑的。这两行都是说明内存使用状况的。第一列是总量（total），第二列是使用量（used），第三列是可用量（free）。

    第一行的输出时从操做系统（OS）来看的。也就是说，从OS的角度来看，计算机上一共有:

• 24677460KB（缺省时free的单位为KB）物理内存，即FO[2][1]；
• 在这些物理内存中有23276064KB（即FO[2][2]）被使用了；
• 还用1401396KB（即FO[2][3]）是可用的；

   这里获得第一个等式：

• FO[2][1] = FO[2][2] + FO[2][3]

   FO[2][4]表示被几个进程共享的内存的，如今已经deprecated，其值老是0（固然在一些系统上也可能不是0，主要取决于free命令是怎么实现的）。

三、buffer与cache使用详情

     FO[2][5]表示被OS buffer住的内存。FO[2][6]表示被OS cache的内存。在有些时候buffer和cache这两个词常常混用。不过在一些比较低层的软件里是要区分这两个词的，看老外的洋文:

• 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.

    也就是说buffer是用于存放要输出到disk（块设备）的数据的，而cache是存放从disk上读出的数据。这两者是为了提升IO性能的，并由OS管理。

    Linux和其余成熟的操做系统（例如windows），为了提升IO read的性能，老是要多cache一些数据，这也就是为何FO[2][6]（cached memory）比较大，而FO[2][3]比较小的缘由。咱们能够作一个简单的测试:

1. 释放掉被系统cache占用的数据；

   echo 3>/proc/sys/vm/drop_caches

2. 读一个大文件，并记录时间；
3. 关闭该文件；
4. 重读这个大文件，并记录时间；

    第二次读应该比第一次快不少。原来我作过一个BerkeleyDB的读操做，大概要读5G的文件，几千万条记录。在个人环境上，第二次读比第一次大概能够快9倍左右。

四、应用程序的角度看内存使用情况

    free输出的第二行是从一个应用程序的角度看系统内存的使用状况。

• 对于FO[3][2]，即-buffers/cache，表示一个应用程序认为系统被用掉多少内存；
• 对于FO[3][3]，即+buffers/cache，表示一个应用程序认为系统还有多少内存；

     由于被系统cache和buffer占用的内存能够被快速回收，因此一般FO[3][3]比FO[2][3]会大不少。

    这里还用两个等式：

• FO[3][2] = FO[2][2] - FO[2][5] - FO[2][6]
• FO[3][3] = FO[2][3] + FO[2][5] + FO[2][6]

      这两者都不难理解。

free命令由procps.*.rpm提供（在Redhat系列的OS上）。free命令的全部输出值都是从/proc/meminfo中读出的。

在系统上可能有meminfo(2)这个函数，它就是为了解析/proc/meminfo的。procps这个包本身实现了meminfo()这个函数。能够下载一个procps的tar包看看具体实现，如今最新版式3.2.8。