linux中内存使用,swap,cache,buffer的含义总结

一时失言乱红尘 2022-08-23 08:10 164阅读 0赞

首先介绍一下linux中内存是如何使用的。  
当有应用需要读写磁盘数据时，由系统把相关数据从磁盘读取到内存，如果物理内存不够，则把内存中的部分数据导入到磁盘，从而把磁盘的部分空间当作虚拟内存来使用，也称为Swap。如果给所有应用分配足够内存后，物理内存还有剩余，linux会尽量再利用这些空闲内存，以提高整体I/O效率，其方法是把这部分剩余内存再划分为cache及buffer两部分加以利用。  
从磁盘读取到内存的数据在被相关应用程序读取后，如果有剩余内存，则这部分数据会存入cache，以备第2次读取时，避免重新读取磁盘。当一个应用程序在内存中修改过数据后，因为写入磁盘速度相对较低，在有空闲内存的情况下，这些数据先存入buffer，在以后某个时间再写入磁盘，从而应用程序可以继续后面的操作，而不必等待这些数据写入磁盘的操作完成。  
如果在某个时刻，系统需要更多的内存，则会把cache部分擦除，并把buffer中的内容写入磁盘，从而把这两部分内存释放给系统使用，这样再次读取cache中的内容时，就需要重新从磁盘读取了。

通过以上分析可以得知，空闲物理内存不多，不一定表示系统运行状态很差，因为内存的cache及buffer部分可以随时被重用，在某种意义上，这两部分内存也可以看作诗额外的空闲内存。swap如果被频繁调用，bi，bo长时间不为0，则才是内存资源是否紧张的依据。

# [Linux Free命令每个数字的含义 和 cache 、buffer的区别][Linux Free_ _ cache _buffer] #

![141634ddidiivxyjyxpiwv_jpg_thumb.jpg][]

我们按照图中来一细细研读(数字编号和图对应)  
  
1，total：物理内存实际总量  
2，used：这块千万注意，这里可不是实际已经使用了的内存哦，这里是总计分配给缓存（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。  
3，free：未被分配的内存  
4，shared：共享内存  
5，buffers：系统分配的，但未被使用的buffer剩余量。注意这不是总量，而是未分配的量  
6，cached：系统分配的，但未被使用的cache 剩余量。buffer 与cache 的区别见后面。  
  
7，buffers/cache used：这个是buffers和cache的使用量，也就是实际内存的使用量，这个非常重要了，这里才是内存的实际使用量哦  
  
8， buffers/cache 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。千万注意，这里是 三者之和，也就是第一排的 free+buffers+cached，可不仅仅是未被使用的buffers 与cache的和哦，还要加上free(未分配的和)  
  
9，swap，这个我想大家都理解，交换分区总量，使用量，剩余量  
  
我想我说得很清晰了

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。由于CPU的速度远高于主内存，CPU直接从内存中存取数据要等待一定时间周期，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，这样就减少了CPU的等待时间，提高了系统的效率。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早期一般是焊在主板上，现在也都集成在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同步的设备或优先级不同的设备之间传输数据的区域。通过缓冲区，可以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，速度快的设备的操作进程不发生间断。  
    Free中的buffer和cache：（它们都是占用内存）：  
    buffer : 作为buffer cache的内存，是块设备的读写缓冲区  
    cache: 作为page cache的内存， 文件系统的cache  
    如果 cache 的值很大，说明cache住的文件数很多。如果频繁访问到的文件都能被cache住，那么磁盘的读IO 必会非常小。

今天监控linux资源时，在输入top命令后，发现内存相关MEM和SWAP的buffer与Cache，顺便研究了一下。  
  
什么是Cache?什么是Buffer?二者的区别是什么？   
  
Buffer和Cache的区别 buffer与cache操作的对象就不一样。  
  
buffer（缓冲）是为了提高内存和硬盘（或其他I/O设备）之间的数据交换的速度而设计的。   
  
cache（缓存）是为了提高cpu和内存之间的数据交换速度而设计的，也就是平常见到的一级缓存、二级缓存、三级缓存。 cpu在执行程序所用的指令和读数据都是针对内存的，也就是从内存中取得的。由于内存读写速度慢，为了提高cpu和内存之间数据交换的速度，在cpu和内存之间增加了cache，它的速度比内存快，但是造价高，又由于在cpu内不能集成太多集成电路，所以一般cache比较小，以后intel等公司为了进一步提高速度，又增加了二级cache，甚至三级cache，它是根据程序的局部性原理而设计的，就是cpu执行的指令和访问的数据往往在集中的某一块，所以把这块内容放入cache后，cpu就不用在访问内存了，这就提高了访问速度。当然若cache中没有cpu所需要的内容，还是要访问内存的。  
  
缓冲（buffers）是根据磁盘的读写设计的，把分散的写操作集中进行，减少磁盘碎片和硬盘的反复寻道，从而提高系统性能。linux有一个守护进程定期清空缓冲内容（即写入磁盘），也可以通过sync命令手动清空缓冲。  
  
简单来说，buffer是即将要被写入磁盘的，而cache是被从磁盘中读出来的。 buffer是由各种进程分配的，被用在如输入队列等方面。一个简单的例子如某个进程要求有多个字段读入，在所有字段被读入完整之前，进程把先前读入的字段放在buffer中保存。  
  
cache经常被用在磁盘的I/O请求上，如果有多个进程都要访问某个文件，于是该文件便被做成cache以方便下次被访问，这样可提高系统性能。

[Linux Free_ _ cache _buffer]: http://www.cnblogs.com/kgdxpr/archive/2012/04/14/2446900.html
[141634ddidiivxyjyxpiwv_jpg_thumb.jpg]: /images/20220721/ac8c99f36675493e8dc405a514c3f10a.png