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  在实际的工作中,我们经常会用到free这个命令,但是我们对这个命令的实际含义又知道多少,它在centos6 和centos 7 的显示又有什么差异?让我们一起瞧一瞧,看一看。

一 centos6 free

  free 命令默认是使用 kb 作为单位的,free -m 则是以Mb作为单位的,free -g 是以gb作为单位的,gb-->mb-->kb 采用的是1024度量单位(而非1000)

常用参数和含义

-b  指定单位为bytes
-m  指定单位为mb
-k  指定单位为kb
-g  指定单位为gb
-o  显示老版本的输出格式也就是不显示-/+ buffers/cache 这行
-t  显示物理内存和虚拟内存的总和
-s  n 每隔n秒显示一次
-c  显示多少次
-V  显示free的版本信息并退出
-l  显示最低和最高的内存数据统计

centos6 free 命令示例

[djx@xiaoxiao ~]$ cat /etc/redhat-release
CentOS release 6.5 (Final)
[djx@xiaoxiao ~]$ free 
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:       8061376    7730380     330996          0     178608    4884772
-/+ buffers/cache:    2667000    5394376
Swap:            0          0          0

[djx@xiaoxiao ~]$ free -m
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:          7872       7519        352          0        174       4737
-/+ buffers/cache:       2607       5264
Swap:            0          0          0

[djx@xiaoxiao ~]$ free -g
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:             7          7          0          0          0          4
-/+ buffers/cache:          2          5
Swap:            0          0          0

free 值讲解

  我们这里以free 的值来进行讲解(显得精确些)

[djx@xiaoxiao ~]$ free 
             total                used           free               shared    buffers            cached
Mem:       8061376(total)    7730380(used1)     330996(free1)          0     178608(buffers1)    4884772(cached1)
-/+ buffers/cache:           2667000(used2)     5394376(free2)
Swap:            0          0          0

Mem
  total代表总的内存大小, used 代表程序已经使用的内存大小,free代表的是空闲的内存大小, shared 代表的是共享内存,buffers 代表的是 buffers cache, cached 代表的是 Page cache.

-/+ buffers/cache

  used 代表的除去buffers和cached实际程序占用的内存, free代表的是 total - 第二行used, 也就是 第一行free + 第一行buffers + 第一行cached

Swap

  这行代表的是交换分区(虚拟内存)。

计算公式

total=used1 + free1 ,总的内存大小= 使用的(used1)+ 空闲的(free1)
used1 = used2(第二行的2667000) + buffers1(178608)  + cached1(4884772)
used2 = total - free2
free2 = free1 + buffers1(178608)  + cached1(4884772)

二 centos7 free

  centos7 的free 命令多了一个 -h 参数,它会自动根据内存的大小,自动转换成合适的单位,默认的计算倍数是 1024 。free 的显示信息来自于/proc/meminfo

常用的参数

-h   以人性化显示
--si 指定计算倍数为1000.
-b  指定单位为bytes
-m  指定单位为mb
-k  指定单位为kb
-g  指定单位为gb
-t  显示物理内存和虚拟内存的总和
-s  n 每隔n秒显示一次
-c  显示多少次
-V  显示free的版本信息并退出
-l  显示最低和最高的内存数据统计
-w  将buff和cacher 分开显示,默认是在一起显示的。

centos7 free 命令示例

[root@localhost ~]# cat  /etc/redhat-release 
CentOS Linux release 7.5.1804 (Core) 
[root@localhost ~]# free -h
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           1.8G        197M        1.3G        9.4M        272M        1.4G
Swap:          2.0G          0B        2.0G

[root@localhost ~]# free -wh
              total        used        free      shared     buffers       cache   available
Mem:           1.8G        197M        1.3G        9.4M        2.1M        270M        1.4G
Swap:          2.0G          0B        2.0G

以 free -h 的值为例,

Mem :

total 代表的总的内存 (对应/proc/meminfo 里的MemTotal)
used 代表的是 已经使用的内存
free 是代表空闲的内存(对应/proc/meminfo 里的MemFree) 
shared 代表的是共享的内存(对应/proc/meminfo 里的Shmem)
buff/cache 代表的是 buff(对应/proc/meminfo里的Buffers)和cache的内存(对应/proc/meminfo 里的Cached and Slab), 
available 代表的是 活跃的内存
(官方文档对于available这样写到:Estimation of how much memory is available for starting new applications, without swapping. Unlike the data provided by the cache or free fields,  this  field
              takes  into  account  page  cache  and  also that not all reclaimable memory slabs will be reclaimed due to items being in use (MemAvailable in /proc/meminfo,
              available on kernels 3.14, emulated on kernels 2.6.27+, otherwise the same as free)
) available 代表的是一个新的应用程序可以使用内存的估计值,它不等于 free +  buff/cache ,因为在centos 7中并不是所有的buffer/cache空间都可以被回收。

计算公式

used  =  total - free - buffers - cache
buff/cache = buffers + cache

三 buffers 和cache 的 介绍

buffers

  buffers 指的是 Memory used by kernel buffers(磁盘等块设备的缓冲) ,buffers 的字面意思就是缓冲,缓冲存在的目的是为了解决从速度快的地方往速度慢的地方输出东西,缓冲经常用于像 内存写入数据到磁盘,寄存器数据写到内存等等。位于内存buffer中的数据不是即时写入磁盘,而是系统空闲或者buffer达到一定大小统一写到磁盘中,所以断电易失,为了防止数据丢失所以我们最好正常关机或者多执行几次sync命令,让位于buffer上的数据立刻写到磁盘里。

cached

  cached 指的是 Memory used by the page cache and slabs(文件系统层级的缓存),cache 的字面意思是缓存,缓存存在的目的是为了解决从速度慢的地方获取数据,比如我们读取硬盘里面的文件,硬盘的传输速度是比内存慢很多的,当我们读取完一个文件后,然后重新打开这个文件,如果有缓存,也就是将上次读取文件后将文件缓存在内存里面,我们会发现,我们打开文件会比第一次打开快很多。

针对于两者直接的关系,我在网上看到一张图,可以很清晰的说明
image

为什么要清除 buffers 和caches

  因为caches是缓存的一些数据,当我们实际的数据内容已经更新了的话,那么当我们需要获取最新的数据时候,我们就需要清除caches里面的内容。
或者当我们的内存的不足(将被耗尽)时,那么系统会自动清除buffers 和caches ,以满足程序对内存的需求。

如何清除 buffers 和caches

下图来自网络
image
注意

在清除buffers 前,为了防止数据丢失所以我们最好正常关机或者多执行几次sync命令,让位于buffer上的数据立刻写到磁盘里。
方式一 :
表示清除 pagecache 。

echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches

表示清除回收 slab
分配器中的对象(包括目录项缓存和 inode 缓存)。 slab 分配器是内核中管理内存的一种机制,其中很多缓存数据实现都是用的 pagecache 。

echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches

表示清除 pagecache 和 slab 分配器中的缓存对象。

echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

重启后会失效

方式二: sysctl 命令更改

sysctl  -w   vm.drop_caches=1

重启后会失效

方式三:
编辑配置文件 sysctl.conf

echo "vm.drop_caches = 1" >>  /etc/sysctl.conf
sysctl -p  /etc/sysctl.conf

重启后不失效。