Linux 中关于缓存释放的详解与配置

妖狐艹你老母 2023-09-25 18:14 9阅读 0赞

一、Linux释放内存的相关知识介绍：

在Linux系统下，我们一般不需要去释放内存，因为系统已经将[内存管理][Link 1]的很好。但是凡事也有例外，有的时候内存会被缓存占用掉，导致系统使用[SWAP][]空间影响性能，例如当你在Linux下频繁存取文件后,物理内存会很快被用光,当程序结束后,内存不会被正常释放,而是一直作为caching。，此时就需要执行释放内存(清理缓存)的操作了。

Linux系统的缓存机制是相当先进的，他会针对dentry(用于[VFS][]，加速文件路径名到inode的转换)、Buffer Cache(针对磁盘块的读写)和Page Cache(针对文件inode的读写)进行缓存操作。但是在进行了大量文件操作之后，缓存会把内存资源基本用光。但实际上我们文件操作已经完成，这部分缓存已经用不到了。这个时候，我们难道只能眼睁睁的看着缓存把内存空间占据掉吗？所以，我们还是有必要来手动进行Linux下释放内存的操作，其实也就是释放缓存的操作了。/proc是一个虚拟文件系统,我们可以通过对它的读写操作做为与kernel实体间进行通信的一种手段.也就是说可以通过修改 /proc中的文件,来对当前kernel的行为做出调整.那么我们可以通过调整/proc/sys/vm/drop\_caches来释放内存。要达到释放缓存的目的，我们首先需要了解下关键的配置文件 /proc/sys/vm/drop\_caches。这个文件中记录了缓存释放的参数，默认值为0，也就是不释放缓存。

一般复制了文件后,可用内存会变少，都被cached占用了，这是Linux为了提高文件读取效率的做法：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。"

释放内存前先使用sy[nc命令][nc]做同步，以确保文件系统的完整性，将所有未写的系统缓冲区写到磁盘中，包含已修改的 i-node、已延迟的块 I/O 和读写映射文件。否则在释放缓存的过程中，可能会丢失未保存的文件。

Linux和Windows不一样，Linux的内存机制存在buffer和cache这两个功能：

cache(缓存)：是指把读取出来的数据保存在内存当中，当再次读取时，不用读取硬盘而直接从内存当中读取，加速了数据的读取过程

buffer(缓冲)：是指在写入数据时，先把分散的写入操作保存到内存当中，当达到一定程度再集中写入硬盘，减少了磁盘碎片和硬盘的反复寻道，加速了数据的写入过程

这两个功能同样会占用内存空间，但是这个空间是可以随时调用的，下面我们就来说下，如何清空Linux缓冲与缓存。

buffer缓冲清空命令sync，这个命令会迅速将buffer中数据写入硬盘，然后清空buffer中数据。

需要注意的是，在生产环境中的服务器我们不要频繁的去释放内存，只在必要时候清理内存即可，更重要的是我们应该从应用程序层面去优化内存的利用和释放，经常清理内存可能只是暂时屏蔽的应用程序中的一些bug，所以更重要的是程序的调优，其他的交给操作系统来管理。

二、方法：

1、说明

切记缓存不要随意清空，清空cache命令最好在低负载时使用，不然可能会导致系统运行出问题！

Linux释放内存的命令：

释放内存的时候，首先执行命令sync将所有正在内存中的缓冲区写到磁盘中，其中包括已经修改的文件inode、已延迟的块I/O以及读写映射文件，从而确保文件系统的完整性;,

sync \# sync命令可以多执行几遍；

echo 1 > /proc/sys/vm/drop\_caches

drop\_caches的值可以是0-3之间的数字，代表不同的含义：

0：不释放(系统默认值);默认情况下表示不释放内存，由操作系统自动管理;

1：释放页缓存;To free pagecache.

2：释放dentries和inodes；To free dentries and inodes.

3：释放所有缓存；To free pagecache, dentries and inodes.

其中cache缓存清空命令有三个：

释放完内存后改回去让系统重新自动分配内存。

echo 0 >/proc/sys/vm/drop\_caches

注：在2.6.x系列的内核中可以设置为0，3系列的内核中设置为0就会报错，write error: Invalid argument。只能重启服务器恢复。

free -m \#看内存是否已经释放掉了。

如果我们需要释放所有缓存，就输入下面的命令：

sync \# sync命令可以多执行几遍；

echo 3 > /proc/sys/vm/drop\_caches

2、释放缓存区内存的方法

(1)、清理pagecache(页面缓存)

sync \# sync命令可以多执行几遍；

echo 1 > /proc/sys/vm/drop\_caches 或者 sysctl -w vm.drop\_caches=1

(2)、清理dentries(目录缓存)和inodes

sync \# sync命令可以多执行几遍；

echo 2 > /proc/sys/vm/drop\_caches 或者 sysctl -w vm.drop\_caches=2

(3)、清理pagecache、dentries和inodes

sync \# sync命令可以多执行几遍；

echo 3 > /proc/sys/vm/drop\_caches 或者 sysctl -w vm.drop\_caches=3

(4)、上面三种方式都是临时释放缓存的方法，要想永久释放缓存，需要在/etc/sysctl.conf文件中配置：vm.drop\_caches=1/2/3，然后sysctl -p生效即可！

(5)、另外，可以使用sync命令来清理文件系统缓存，还会清理僵尸(zombie)对象和它们占用的内存

sync

三、free命令介绍

1、free命令介绍

\[root@node1 ~\]\# free -g

total used free shared buffers cached

Mem: 15 6 8 0 0 1

\-/+ buffers/cache: 5 10

Swap: 31 0 31

\[root@node1 ~\]\#

第一行用全局角度描述系统使用的内存状况：

total 内存总数

used 已经使用的内存数，一般情况这个值会比较大，因为这个值包括了cache 应用程序使用的内存

free 空闲的内存数

shared 多个进程共享的内存总额

buffers 缓存，主要用于目录方面,inode值等(ls大目录可看到这个值增加)

cached 缓存，用于已打开的文件

第二行描述应用程序的内存使用：

\-buffers/cache 的内存数:used - buffers - cached

buffers/cache 的内存数:free buffers cached

前个值表示-buffers/cache 应用程序使用的内存大小，used减去缓存值

后个值表示 buffers/cache 所有可供应用程序使用的内存大小，free加上缓存值

可用内存=free memory + buffers + cached。

空闲内存=free(6)+buffers(0)+cached(1)

已用内存=total(15)-空闲内存

第三行表示swap的使用：

used 已使用

free 未使用

Swap意思是交换分区，通常我们说的虚拟内存，是从硬盘中划分出的一个分区。当物理内存不够用的时候，内核就会释放缓存区(buffers/cache)里一些长时间不用的程序，然后将这些程序临时放到Swap中，也就是说如果物理内存和缓存区内存不够用的时候，才会用到Swap。

swap清理：

swapoff -a && swapon -a

注意：这样清理有个前提条件，空闲的内存必须比已经使用的swap空间大

2、free实际可用内存

为什么free这么小，是否关闭应用后内存没有释放？

但实际上，我们都知道这是因为Linux对内存的管理与Windows不同，free小并不是说内存不够用了，应该看的是free的第二行最后一个值：-/ buffers/cache: 3948 4031 ，这才是系统可用的内存大小。

实际项目中的经验告诉我们，如果因为是应用有像内存泄露、溢出的问题，从swap的使用情况是可以比较快速可以判断的，但free上面反而比较难查看。我觉得既然核心是可以快速清空buffer或cache，但核心并没有这样做(默认值是0)，我们不应该随便去改变它。

一般情况下，应用在系统上稳定运行了，free值也会保持在一个稳定值的，虽然看上去可能比较小。当发生内存不足、应用获取不到可用内存、OOM错误等问题时，还是更应该去分析应用方面的原因，如用户量太大导致内存不足、发生应用内存溢出等情况，否则，清空buffer，强制腾出free的大小，可能只是把问题给暂时屏蔽了，所以说一般情况下Linux都不用经常手动释放内存。

[Link 1]: https://so.csdn.net/so/search?q=%E5%86%85%E5%AD%98%E7%AE%A1%E7%90%86&spm=1001.2101.3001.7020
[SWAP]: https://so.csdn.net/so/search?q=SWAP&spm=1001.2101.3001.7020
[VFS]: https://so.csdn.net/so/search?q=VFS&spm=1001.2101.3001.7020
[nc]: https://so.csdn.net/so/search?q=nc%E5%91%BD%E4%BB%A4&spm=1001.2101.3001.7020