一、命令
[root@localhost ~]# free -m total used free shared buffers cached Mem: 7869 7651 218 1 191 5081 -/+ buffers/cache: 2378 5490 Swap: 478 139 339
二、計算
這里使用1、2 分別代表第一行和第二行的數據
total1:表示物理 內存總量 used1:表示總計分配給緩存(包含buffers 與cache )使用的數量,但其中可能部分緩存並未實際使用 free1:未被分配的內存 shared1:共享內存,一般系統不會用到,這里也不討論 buffers1: 系統分配但未被使用的buffers 數量 cached1:系統分配但未被使用的cache 數量 used2:實際使用的buffers 與cache 總量,也是實際使用的內存總量 free2:未被 使用的buffers 與cache 和未被分配的內存之和,這就是系統當前實際可用內存
可以整理出如下等式
total1 = used1 + free1 total1 = used2 + free2 used1 = buffers1 + cached1 + used2 free2 = buffers1 + cached1 + free1
具體計算
7869 = 7651 + 218 7869 = 2378 + 5490 #7868基本相等,因為有shared) 7651 = 191 + 5081 + 2378 #7650 基本相等,因為有shared) 5490 = 191 + 5081 + 218
為什么這樣計算呢,因為buffers和cache其實也是內存的一部分,這部分特殊的內存是可以回收的,甚至如果需要我們還可以將這部分buffers和cache給釋放出來
三、區別
1、page cahe和buffer cache
Page cache實際上是針對文件系統的,是文件的緩存,在文件層面上的數據會緩存到page cache。文件的邏輯層需要映射到實際的物理磁盤,這種映射關系由文件系統來完成。當page cache的數據需要刷新時,page cache中的數據交給buffer cache,但是這種處理在2.6版本的內核之后就變的很簡單了,沒有真正意義上的cache操作。
Buffer cache是針對磁盤塊的緩存,也就是在沒有文件系統的情況下,直接對磁盤進行操作的數據會緩存到buffer cache中,例如,文件系統的元數據都會緩存到buffer cache中。
簡單說來,page cache用來緩存文件數據,buffer cache用來緩存磁盤數據。在有文件系統的情況下,對文件操作,那么數據會緩存到page cache,如果直接采用dd等工具對磁盤進行讀寫,那么數據會緩存到buffer cache。
補充一點,在文件系統層每個設備都會分配一個def_blk_ops的文件操作方法,這是設備的操作方法,在每個設備的inode下面會存在一個radix tree,這個radix tree下面將會放置緩存數據的page頁。這個page的數量將會在top程序的buffer一欄中顯示。如果設備做了文件系統,那么會生成一個inode,這個inode會分配ext3_ops之類的操作方法,這些方法是文件系統的方法,在這個inode下面同樣存在一個radix tree,這里會緩存文件的page頁,緩存頁的數量在top程序的cache一欄進行統計。從上面的分析可以看出,2.6內核中的buffer cache和page cache在處理上是保持一致的,但是存在概念上的差別,page cache針對文件的cache,buffer是針對磁盤塊數據的cache,僅此而已。
2、cache 和 buffer的區別
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 ; 對於共享內存(Shared memory),主要用於在UNIX 環境下不同進程之間共享數據,是進程間通信的一種方法,一般的應用程序不會申請使用共享內存
Cache:高速緩存,是位於CPU與主內存間的一種容量較小但速度很高的存儲器。由於CPU的速度遠高於主內存,CPU直接從內存中存取數據要等待一定時間周期,Cache中保存着CPU剛用過或循環使用的一部分數據,當CPU再次使用該部分數據時可從Cache中直接調用,這樣就減少了CPU的等待時間,提高了系統的效率。Cache又分為一級Cache(L1 Cache)和二級Cache(L2 Cache),L1 Cache集成在CPU內部,L2 Cache早期一般是焊在主板上,現在也都集成在CPU內部,常見的容量有256KB或512KB L2 Cache
它是根據程序的局部性原理而設計的,就是cpu執行的指令和訪問的數據往往在集中的某一塊,所以把這塊內容放入cache后,cpu就不用在訪問內存了,這就提高了訪問速度。當然若cache中沒有cpu所需要的內容,還是要訪問內存的
查看CPU的 L1、L2、L3
[root@AY1301180424258d59678 ~]# ll /sys/devices/system/cpu/cpu0/cache/ total 0 drwxr-xr-x 2 root root 0 Jan 26 22:49 index0 #一級cache中的data和instruction cache drwxr-xr-x 2 root root 0 Jan 26 22:49 index1 #一級cache中的data和instruction cache drwxr-xr-x 2 root root 0 Jan 26 22:49 index2 #二級cache,共享的 drwxr-xr-x 2 root root 0 Jan 26 22:49 index3 #三級cache,共享的
Buffer:緩沖區,一個用於存儲速度不同步的設備或優先級不同的設備之間傳輸數據的區域。通過緩沖區,可以使進程之間的相互等待變少,從而使從速度慢的設備讀入數據時,速度快的設備的操作進程不發生間斷。
3、Free中的buffer和cache (它們都是占用內存)基於內存的
buffer :作為buffer cache的內存,是塊設備的讀寫緩沖區
cache:作為page cache的內存, 文件系統的cache
如果 cache 的值很大,說明cache住的文件數很多。如果頻繁訪問到的文件都能被cache住,那么磁盤的讀IO 必會非常小
如何釋放Cache Memory
To free pagecache: echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches To free dentries and inodes: echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches To free pagecache, dentries and inodes: echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches #注意,釋放前最好sync一下,防止丟失數據,但是一般情況下沒有必要手動釋放內存
4、總結
cached是cpu與內存間的,buffer是內存與磁盤間的,都是為了解決速度不對等的問題
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緩存(cached)是把讀取過的數據保存起來,重新讀取時若命中(找到需要的數據)就不要去讀硬盤了,若沒有命中就讀硬盤。其中的數據會根據讀取頻率進行組織,把最頻繁讀取的內容放在最容易找到的位置,把不再讀的內容不斷往后排,直至從中刪除
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緩沖(buffers)是根據磁盤的讀寫設計的,把分散的寫操作集中進行,減少磁盤碎片和硬盤的反復尋道,從而提高系統性能。linux有一個守護進程定期 清空緩沖內容(即寫入磁盤),也可以通過sync命令手動清空緩沖。舉個例子吧:我這里有一個ext2的U盤,我往里面cp一個3M的MP3,但U盤的燈 沒有跳動,過了一會兒(或者手動輸入sync)U盤的燈就跳動起來了。卸載設備時會清空緩沖,所以有些時候卸載一個設備時要等上幾秒鍾
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修改/etc/sysctl.conf中的vm.swappiness右邊的數字可以在下次開機時調節swap使用策略。該數字范圍是0~100,數字越大越傾向於使用swap。默認為60,可以改一下試試。–兩者都是RAM中的數據
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buffer是由各種進程分配的,被用在如輸入隊列等方面。一個簡單的例子如某個進程要求有多個字段讀入,在所有字段被讀入完整之前,進程把先前讀入的字段放在buffer中保存
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cache經常被用在磁盤的I/O請求上,如果有多個進程都要訪問某個文件,於是該文件便被做成cache以方便下次被訪問,這樣可提高系統性能
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Buffer Cachebuffer cache,又稱bcache,其中文名稱為緩沖器高速緩沖存儲器,簡稱緩沖器高緩。另外,buffer cache按照其工作原理,又被稱為塊高緩