Linux下的tmpfs文件系统(/dev/shm)

╰半夏微凉° 2021-09-17 07:48 844阅读 0赞

/dev/shm/是一个使用就是tmpfs文件系统的设备，其实就是一个特殊的文件系统。

tmpfs 是 linux 内核维持的虚拟文件系统（一种基于内存的文件系统），最早是在 SunOS 上实现。最初被设计用于一些短期生存的文件的存储和访问.它和虚拟磁盘ramdisk比较类似，但不完全相同，和ramdisk一样，tmpfs可以使用RAM，但它也可以使用swap分区来存储。而且传统的ramdisk是个块设备，要用mkfs来格式化它，才能真正地使用它；而tmpfs是一个文件系统，并不是块设备，只是安装它，就可以使用了。tmpfs是最好的基于RAM的文件系统。

那么我们为什么要设计 tmpfs 呢?要从 Linux 的文件系统解构分析.

ext3 文件系统主要储存两类信息,一个是数据文件的权限和属性,另一个是数据文件内容.即 linux 系统下的 inode 和 block。一些对文件系统的操作需要频繁更新文件的属性和控制等信息。由于硬盘的 I/O 需要一定的时延,这就造成了资源的浪费。然而基于内存的文件系统克服了这个缺点。它免去了频繁读写硬盘的操作,而是直接操作内存。

tmpfs 不同于 RAM Disk，RAM Disk 使用内存的一部分来模拟硬盘,相同的文件数据分别存在于 RAM Disk 和 内核，两处的数据分别维护，要进行从内核到 RAM Disk 的数据映射来更新数据文件。而 tmpfs 是有内核直接维持的虚拟空间,它提供 RAM Disk 一样快的读写速度，而且只单一的内存到内存的访问。

1、tmpfs有以下特点：

1.  tmpfs 是一个文件系统，而不是块设备；只是安装它，它就可以使用了。
2.  动态文件系统的大小。
3.  tmpfs 读写有闪电般的速度（因为 tmpfs 文件系统会完全驻留在 RAM 中），但是重启后会丢失数据。
4.  tmpfs 数据在重新启动之后不会保留，因为虚拟内存本质上就是易失的。所以有必要做一些脚本做诸如加载、绑定的操作。

我们可以通过以下两个脚本来验证linux /dev/shm的性能：

[root@db1 oracle]# ls -l linux_11gR2_grid.zip
    -rw-r--r-- 1 oracle dba 980831749 Jul 11 20:18 linux_11gR2_grid.zip
    [root@db1 oracle]# cat mycp.sh
    #!/bin/sh
    echo `date`
    cp linux_11gR2_grid.zip ..
    echo `date`
    [root@db1 oracle]# ./mycp.sh
    Fri Jul 15 18:44:17 CST 2011
    Fri Jul 15 18:44:29 CST 2011
    
    [root@db1 shm]# df -h
    Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
    /dev/mapper/rootvg-lv01
                           97G  9.2G   83G  10% /
    /dev/sda1              99M   15M   80M  16% /boot
    tmpfs                 2.0G     0  2.0G   0% /dev/shm
    
    [root@db1 oracle]# cat mycp1.sh
    #!/bin/sh
    echo `date`
    cp linux_11gR2_grid.zip /dev/shm
    echo `date`
    [root@db1 oracle]# ./mycp1.sh
    Fri Jul 15 18:44:29 CST 2011
    Fri Jul 15 18:44:30 CST 2011
    [root@db1 oracle]# df -h
    Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
    /dev/mapper/rootvg-lv01
                           97G  9.2G   83G  10% /
    /dev/sda1              99M   15M   80M  16% /boot
    tmpfs                 2.0G  937M  1.1G  46% /dev/shm

2、linux /dev/shm 默认容量  
linux下/dev/shm的容量默认最大为内存的一半大小，使用df -h命令可以看到。但它并不会真正的占用这块内存，如果/dev/shm/下没有任何文件，它占用的内存实际上就是0字节；如果它最大为1G，里头放有100M文件，那剩余的900M仍然可为其它应用程序所使用，但它所占用的100M内存，是绝不会被系统回收重新划分的。

通过df -h查看linux /dev/shm的大小：

[root@db1 shm]# df -h /dev/shm
    Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
    tmpfs                 1.5G     0  1.5G   0% /dev/shm

3、如何使用tmpfs？  
       tmpfs默认情况下会mount到/dev/shm目录下，要使用tmpfs，需要在内核配置时，启用“Virtual memory file system support”。为了防止tmpfs使用了全部的VM，有时候要限制大小。要创建一个最大为1G的tmpfs文件系统，输入：

mount tmpfs /dev/shm -t tmpfs -o size=1G

编辑/etc/fstab文件，添加如下内容：

tmpfs /dev/shm tmpfs size=1G 00

4、扩大tmpfs：

1）查看

[root@drz ~]# df -h
    Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
    /dev/sda3        16G   14G  1.7G  89% /
    tmpfs           996M   72K  996M   1% /dev/shm
    /dev/sda1       194M   34M  151M  19% /boot

2）编辑/etc/fstab

## size大小必须是整数
    [root@drz ~]# vi /etc/fstab
    tmpfs                   /dev/shm                tmpfs   defaults,size=1500M        0 0
    devpts                  /dev/pts                devpts  gid=5,mode=620              0 0
    sysfs                   /sys                    sysfs   defaults                       0 0
    proc                    /proc                   proc    defaults                       0 0
    /dev/sdb1               swap                    swap    defaults                      0 0
    /home/swapfile          swap                    swap    defaults                     0 0

3）重新挂载：

[root@drz ~]# mount -o remount /dev/shm

4）验证：

[root@drz ~]# df -PH
    Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
    /dev/sda3        17G   15G  1.8G  89% /
    tmpfs           1.6G   74k  1.6G   1% /dev/shm
    /dev/sda1       204M   36M  158M  19% /boot

参考：

[https://blog.csdn.net/NextAction/article/details/57076924][https_blog.csdn.net_NextAction_article_details_57076924]

补充：有的时候我们用df查看，会发现devtmpfs

devtmpfs 的功用是在 Linux 核心 启动早期建立一个初步的 /dev，令一般启动程序不用等待 udev，缩短 GNU/Linux 的开机时间。

[https_blog.csdn.net_NextAction_article_details_57076924]: https://blog.csdn.net/NextAction/article/details/57076924