linux下使用free命令查看实际内存占用（可用内存）

悠悠 2022-05-22 05:21 602阅读 0赞

# [linux][]下在终端环境下可以使用[free][]命令看到系统实际使用内存的情况，一般用free -m方式查看内存占用情况（兆为单位）。而系统实际可用内存是不是free部分呢，不是的，系统实际内存占用以及可用内存有如下几个加减法： #

*  **used=total-free** 即** total=used+free**
 *  实际内存占用：**used-buffers-cached** 即 **total-free-buffers-cached**
 *  实际可用内存：**buffers+cached+free**

--------------------

total       used       free     shared    buffers     cached  
Mem:            128        119           8          0            1               22  
\-/+ buffers/cache:        95          32  
[swap][]:          255            0         255

第1行Mem数据：

*  total 内存总数: 128
 *  used 已经使用的内存数: 119
 *  free 空闲的内存数: 8
 *  shared 当前已经废弃不用，总是0
 *  buffers Buffer Cache内存数: 1
 *  cached Page Cache内存数: 22

第2行-/+ buffers/cache：

*  \-buffers/cache 的内存数：95 (等于第1行的 used - buffers - cached)
 *  \+buffers/cache 的内存数: 32 (等于第1行的 free + buffers + cached)

可见-buffers/cache反映的是被程序实实在在吃掉的内存，而+buffers/cache反映的是可以挪用的内存总数。

第三行数据是交换分区SWAP的，也就是我们通常所说的虚拟内存。

为了提高磁盘存取效率, Linux做了一些精心的设计, 除了对dentry进行缓存(用于VFS,加速文件路径名到inode的转换), 还采取了两种主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。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(比如read,write,getdents)的时间。

感兴趣的可以进一步参考文件/proc/meminfo，free命令就是根据它的信息生成的。free命令的源码可从procps-xxx-.src.rpm获取，xxx为版本号，比如procps-3.2.3-5.3.src.rpm。

系统管理员必须维护他们服务器的健康运行。其中一个重要的部分就是内存。当服务器内存使用率过高时，它会降低服务器的性能。Linux有一个称为 **free** 的工具，来监控内存使用率。

![102015J55-0.png][]

### free 命令是什么 ###

**free** 命令是一个显示系统中空闲和已用内存大小的工具。free 命令的输出和 top 命令相似。大多数Linux发行版已经含有 free 命令。

### 如何运行 free ###

想要运行，只需在控制台输入**free** 即可。不带选项运行会显示一个以KB为单位的默认输出。

$ free

![free默认视图][free 1]

从上面的截图我们看到：

#### 内存 (以KB计) ####

*  Total（全部） : 1026740
 *  Used（已用） : 843396
 *  Free（可用） : 183344
 *  Shared（共享） : 0
 *  Buffers（块设备缓存区） : 52704
 *  Cached（文件缓存） : 376384

译注：关于Buffers和Cached的区别，来自 http://www.taobaotesting.com/blogs/qa?bid=2265 的一段解释如下：

> buffers是指用来给块设备做的缓冲大小，他只记录文件系统的metadata以及 tracking in-flight pages.
> 
> cached是用来给文件做缓冲。
> 
> 那就是说：buffers是用来存储，目录里面有什么内容，权限等等。而cached直接用来记忆我们打开的文件

#### Swap (以KB计) ####

*  Total（全部） : 1045500
 *  Used（已用） : 3376
 *  Free（可用） : 1042124

当你看见 buffer/cache 的空闲空间低或者 swap 的空闲空间低，说明内存需要升级了。这意味这内存利用率很高。请注意 **shared（共享）内存列应该被忽略** ，因为它已经被废弃了。

### 以其它单元显示内存信息 ###

如我们先前提到的，默认 free 会以 KB 为单位显示信息。free 同样提供给我们 **b (B), -k (KB), -m (MB), -g (GB) and –tera (TB)**这些单位。要显示我们想要的单位，只要选择一个并在 free 后面跟上。下面一个是以 MB 为单位的输出样例。

$ free -m

![free命令以MB为单位][free_MB]

这个技巧同样适用于**-b, -k, -g** 以及 **–tera** 选项。

### 以适于人类可读方式显示内存信息 ###

free 同样提供了**-h**选项，这意味着适于人类可读(译注:系统上可能并不存在-h选项，已被-m取代)。那么这与其它的选项有什么不同呢，如**-m**(MB)选项？ 可见的最大不同是**-h**选项会在数字后面加上适于人类可读的单位。让我们看一个例子。

$ free -h

![人类可读的free][free 2]

如我们一起看到的，在1,0数字后这里是**G(GB)**字母。当数字并没有达到GB时，free足够聪明来知道并在每个数字后面跟上合适的单位。后面的**M** - 数字929告诉我们它有929MB(译注: 原文为929 number tell us its 969 Megabytes，这里应该为输入错误)。

### 间隔显示 free ###

作为一个状态检查工具，最好的统计内存利用率的方法是使用延迟间隔。这么做的话，我们可以使用**-s**选项后面跟上我们想要间隔的N秒数。我们可以在后面合并几个选项来使输出满足我们的需求。假如我们想要每3秒统计一次内存利用率并且适于人类可读，那么就像这样做:

$ free -hs 3

![间隔3s显示free][3s_free]

### 显示高低内存利用率 ###

如果我们想要知道高低内存统计，我们可以使用-l选项。下面是一个例子。

$ free -l

![Free 的 低-高 统计][Free _ _-_]

### 显示 Linux 全部内存 ###

如果我们需要每列的总计信息，我们可以在 free 命令后面跟上 **-t** 选项。这会在字底部额外加入一行显示。

$ free -t

![free命令带总计内存][free 3]

### 总结 ###

除了[vmstat][]以外，free 命令也是一个用于统计内存利用率的简单统计工具。用这个你可以快速查看你的 Linux 内存信息。free 命令使用 **/proc/meminfo** 作为基准来显示内存利用率信息。如往常一样，你可以在控制台下输入 **man free** 来获取更多关于 free 的信息。

前段时间有个项目的用C写的，性能测试时发现内存泄露问题。关于怎么观察内存使用问题，free是很好用的一个命令。

**bash-3.00$ free**

**total       used       free     shared    buffers     cached**

**Mem:       1572988    1509260      63728          0      62800     277888**

**-/+ buffers/cache:    1168572     404416**

**Swap:      2096472      16628    2079844**

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情况，这里我们不去关心。

系统的总物理内存：255268Kb（256M），但系统当前真正可用的内存b并不是第一行free 标记的 16936Kb，它仅代表未被分配的内存。

第1行 Mem： total：表示物理内存总量。

used：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。

free：未被分配的内存。

shared：共享内存，一般系统不会用到，这里也不讨论。

buffers：系统分配但未被使用的buffers 数量。

cached：系统分配但未被使用的cache 数量。buffer 与cache 的区别见后面。 total = used + free 第2行 -/+ buffers/cached： used：也就是第一行中的used - buffers-cached 也是实际使用的内存总量。

free：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。 free 2= buffers1 + cached1 + free1 //free2为第二行、buffers1等为第一行

**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 第3行： 第三行所指的是从应用程序角度来看，对于应用程序来说，buffers/cached 是等于可用的，因为buffer/cached是为了提高文件读取的性能，当应用程序需在用到内存的时候，buffer/cached会很快地被回收。

所以从应用程序的角度来说，可用内存=系统free memory+buffers+cached.

接下来解释什么时候内存会被交换，以及按什么方交换。

当可用内存少于额定值的时候，就会开会进行交换.

**如何看额定值（RHEL4.0）：**

\#cat /proc/meminfo

交换将通过三个途径来减少系统中使用的物理页面的个数：

1.减少缓冲与页面cache的大小，

2.将系统V类型的内存页面交换出去，

3.换出或者丢弃页面。(Application 占用的内存页，也就是物理内存不足）。

事实上，少量地使用swap是不是影响到系统性能的。

下面是buffers与cached的区别。

buffers是指用来给块设备做的缓冲大小，他只记录文件系统的metadata以及 tracking in-flight pages.

cached是用来给文件做缓冲。

那就是说：buffers是用来存储，目录里面有什么内容，权限等等。

而cached直接用来记忆我们打开的文件，如果你想知道他是不是真的生效，你可以试一下，先后执行两次命令\#man X ,你就可以明显的感觉到第二次的开打的速度快很多。

实验：在一台没有什么应用的机器上做会看得比较明显。记得实验只能做一次，如果想多做请换一个文件名。

\#free

\#man X

\#free

\#man X

\#free

你可以先后比较一下free后显示buffers的大小。

另一个实验：

\#free

\#ls /dev

\#free

你比较一下两个的大小，当然这个buffers随时都在增加，但你有ls过的话，增加的速度会变得快，这个就是buffers/chached的区别。

因为Linux将你暂时不使用的内存作为文件和数据缓存，以提高系统性能，当你需要这些内存时，系统会自动释放（不像windows那样，即使你有很多空闲内存,他也要访问一下磁盘中的pagefiles）

**使用free命令**

将used的值减去   buffer和cache的值就是你当前真实内存使用 ————– 对**操作系统**来讲是Mem的参数.buffers/cached 都是属于被使用,所以它认为free只有**16936**.

对**应用程序**来讲是(-/+ buffers/cach).buffers/cached 是等同可用的，因为buffer/cached是为了提高 程序执行的性能，当程序使用内存时，buffer/cached会很快地被使用。 所以,以应用来看看,以(-/+ buffers/cache)的free和used为主.所以我们看这个就好了.另外告诉大家 一些常识.Linux为了提高磁盘和内存存取效率, Linux做了很多精心的设计, 除了对dentry进行缓存(用于 VFS,加速文件路径名到inode的转换), 还采取了两种主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。 前者针对磁盘块的读写，后者针对文件inode的读写。这些Cache能有效缩短了 I/O系统调用(比如read,write,getdents)的时间。 **记住内存是拿来用的,不是拿来看的.**不象windows,无论你的真实物理内存有多少,他都要拿硬盘交换 文件来读.这也就是windows为什么常常提示虚拟空间不足的原因.你们想想,多无聊,在内存还有大部分 的时候,拿出一部分硬盘空间来充当内存.硬盘怎么会快过内存.所以我们看linux,只要不用swap的交换 空间,就不用担心自己的内存太少.如果常常swap用很多,可能你就要考虑加物理内存了.这也是linux看 内存是否够用的标准哦.

[linux]: http://blog.is36.com/tag/linux/
[free]: http://blog.is36.com/tag/free/
[swap]: http://blog.is36.com/tag/swap/
[102015J55-0.png]: /images/20220522/6473c38fc6264828a9ee21d407218029.png
[free 1]: /images/20220522/140b357cd1f24d85b7202ec2266de954.png
[free_MB]: /images/20220522/882358e523734f7b9b53e7eddcda069e.png
[free 2]: /images/20220522/d7036650f1bf427597349d44f9089a38.png
[3s_free]: /images/20220522/90e9206918b14f68a745555ff91205e9.png
[Free _ _-_]: /images/20220522/f495116c225f4035b2137344f509c949.png
[free 3]: /images/20220522/3ba0933daf964052ade98fb9eeaac172.png
[vmstat]: http://linoxide.com/linux-command/linux-vmstat-command-tool-report-virtual-memory-statistics/