9. free 查詢可用內存
free工具用來查看系統可用內存:
/opt/app/tdev1$free
total used free shared buffers cached
Mem: 8175320 6159248 2016072 0 310208 5243680
-/+ buffers/cache: 605360 7569960
Swap: 6881272 16196 6865076
解釋一下Linux上free命令的輸出。
下面是free的運行結果，一共有4行。為了方便說明，我加上了列號。這樣可以把free的輸出看成一個二維數組FO(Free Output)。例如:
FO[2][1] = 24677460
FO[3][2] = 10321516
1 2 3 4 5 6
1 total used free shared buffers cached
2 Mem: 24677460 23276064 1401396 0 870540 12084008
3 -/+ buffers/cache: 10321516 14355944
4 Swap: 25151484 224188 24927296
free的輸出一共有四行，第四行為交換區的信息，分別是交換的總量（total），使用量（used）和有多少空閑的交換區（free），這個比較清楚，不說太多。
free輸出地第二行和第三行是比較讓人迷惑的。這兩行都是說明內存使用情況的。第一列是總量（total），第二列是使用量（used），第三列是可用量（free）。
第一行的輸出時從操作系統（OS）來看的。也就是說，從OS的角度來看，計算機上一共有:
24677460KB（缺省時free的單位為KB）物理內存，即FO[2][1]； 在這些物理內存中有23276064KB（即FO[2][2]）被使用了； 還用1401396KB（即FO[2][3]）是可用的；
這里得到第一個等式：
FO[2][1] = FO[2][2] + FO[2][3]
FO[2][4]表示被幾個進程共享的內存的，現在已經deprecated，其值總是0（當然在一些系統上也可能不是0，主要取決於free命令是怎么實現的）。
FO[2][5]表示被OS buffer住的內存。FO[2][6]表示被OS cache的內存。在有些時候buffer和cache這兩個詞經常混用。不過在一些比較低層的軟件里是要區分這兩個詞的，看老外的洋文:
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.
也就是說buffer是用於存放要輸出到disk（塊設備）的數據的，而cache是存放從disk上讀出的數據。這二者是為了提高IO性能的，並由OS管理。
Linux和其他成熟的操作系統（例如windows），為了提高IO read的性能，總是要多cache一些數據，這也就是為什么FO[2][6]（cached memory）比較大，而FO[2][3]比較小的原因。我們可以做一個簡單的測試:
釋放掉被系統cache占用的數據:
echo 3>/proc/sys/vm/drop_caches
- 讀一個大文件，並記錄時間；
- 關閉該文件；
- 重讀這個大文件，並記錄時間；
第二次讀應該比第一次快很多。原來我做過一個BerkeleyDB的讀操作，大概要讀5G的文件，幾千萬條記錄。在我的環境上，第二次讀比第一次大概可以快9倍左右。
free輸出的第二行是從一個應用程序的角度看系統內存的使用情況。
- 對於FO[3][2]，即-buffers/cache，表示一個應用程序認為系統被用掉多少內存；
- 對於FO[3][3]，即+buffers/cache，表示一個應用程序認為系統還有多少內存；
因為被系統cache和buffer占用的內存可以被快速回收，所以通常FO[3][3]比FO[2][3]會大很多。
這里還用兩個等式:
FO[3][2] = FO[2][2] - FO[2][5] - FO[2][6] FO[3][3] = FO[2][3] + FO[2][5] + FO[2][6]
這二者都不難理解。
free命令由procps.*.rpm提供（在Redhat系列的OS上）。free命令的所有輸出值都是從/proc/meminfo中讀出的。
在系統上可能有meminfo(2)這個函數，它就是為了解析/proc/meminfo的。procps這個包自己實現了meminfo()這個函數。可以下載一個procps的tar包看看具體實現，現在最新版式3.2.8。
10. vmstat 監視內存使用情況
vmstat是Virtual Meomory Statistics（虛擬內存統計）的縮寫，可實時動態監視操作系統的虛擬內存、進程、CPU活動。
10.1. vmstat的語法
vmstat [-V] [-n] [delay [count]]
- -V表示打印出版本信息；
- -n表示在周期性循環輸出時，輸出的頭部信息僅顯示一次；
- delay是兩次輸出之間的延遲時間；
- count是指按照這個時間間隔統計的次數。
/root$vmstat 5 5
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu-----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
6 0 0 27900472 204216 28188356 0 0 0 9 1 2 11 14 75 0 0
9 0 0 27900380 204228 28188360 0 0 0 13 33312 126221 22 20 58 0 0
2 0 0 27900340 204240 28188364 0 0 0 10 32755 125566 22 20 58 0 0
10.2. 字段說明
- Procs（進程）:
-
- r: 運行隊列中進程數量
- b: 等待IO的進程數量
- Memory（內存）:
-
- swpd: 使用虛擬內存大小
- free: 可用內存大小
- buff: 用作緩沖的內存大小
- cache: 用作緩存的內存大小
- Swap:
-
- si: 每秒從交換區寫到內存的大小
- so: 每秒寫入交換區的內存大小
- IO：（現在的Linux版本塊的大小為1024bytes）
-
- bi: 每秒讀取的塊數
- bo: 每秒寫入的塊數
- system：
-
- in: 每秒中斷數，包括時鍾中斷
- cs: 每秒上下文切換數
- CPU（以百分比表示）
-
- us: 用戶進程執行時間(user time)
- sy: 系統進程執行時間(system time)
- id: 空閑時間(包括IO等待時間)
- wa: 等待IO時間