釋放虛擬機buffer/cache的內存


1. buff/cache含義

當通過free命令查看內存時,有時會發現 buff/cache占用的內存較大,這是由於操作系統的內存機制在起作用,實際上,buffer 和 cache 應該是兩種類型的內存。

buffer 在操作系統中指 buffer cache, 中文一般翻譯為 "緩沖區"。要理解緩沖區,必須明確另外兩個概念:"扇區" 和 "塊"。扇區是設備的最小尋址單元,也叫 "硬扇區" 或 "設備塊"。塊是操作系統中文件系統的最小尋址單元,也叫 "文件塊" 或 "I/O 塊"。每個塊包含一個或多個扇區,但大小不能超過一個頁面,所以一個頁可以容納一個或多個內存中的塊。當一個塊被調入內存時,它要存儲在一個緩沖區中。每個緩沖區與一個塊對應,它相當於是磁盤塊在內存中的表示:

注意,buffer cache 只有塊的概念而沒有文件的概念,它只是把磁盤上的塊直接搬到內存中而不關心塊中究竟存放的是什么格式的文件。

cache 在操作系統中指 page cache,中文一般翻譯為 "頁高速緩存"。頁高速緩存是內核實現的磁盤緩存。它主要用來減少對磁盤的 I/O 操作。具體地講,是通過把磁盤中的數據緩存到物理內存中,把對磁盤的訪問變為對物理內存的訪問。頁高速緩存緩存的是內存頁面。緩存中的頁來自對普通文件、塊設備文件(這個指的就是 buffer cache 呀)和內存映射文件的讀寫
頁高速緩存對普通文件的緩存我們可以這樣理解:當內核要讀一個文件(比如 /etc/hosts)時,它會先檢查這個文件的數據是不是已經在頁高速緩存中了。如果在,就放棄訪問磁盤,直接從內存中讀取。這個行為稱為緩存命中。如果數據不在緩存中,就是未命中緩存,此時內核就要調度塊 I/O 操作從磁盤去讀取數據。然后內核將讀來的數據放入頁高速緩存中。這種緩存的目標是文件系統可以識別的文件(比如 /etc/hosts)。
頁高速緩存對塊設備文件的緩存就是我們在前面介紹的 buffer cahce。因為獨立的磁盤塊通過緩沖區也被存入了頁高速緩存(緩沖區最終是由頁高速緩存來承載的)。

到這里我們應該搞清楚了:無論是緩沖區還是頁高速緩存,它們的實現方式都是一樣的。緩沖區只不過是一種概念上比較特殊的頁高速緩存罷了。
那么為什么 free 命令不直接稱為 cache 而非要寫成 buff/cache? 這是因為緩沖區和頁高速緩存的實現並非天生就是統一的。在 linux 內核 2.4 中才將它們統一。更早的內核中有兩個獨立的磁盤緩存:頁高速緩存和緩沖區高速緩存。前者緩存頁面,后者緩存緩沖區。

2. 釋放buffer/cache的內存

linux系統中/proc是一個虛擬文件系統,我們可以通過對它的讀寫操作做為與kernel實體間進行通信的一種手段。也就是說可以通過修改 /proc中的文件,來對當前kernel的行為做出調整。那么我們可以通過調整/proc/sys/vm/drop_caches來釋放內存。關於drop_caches,官方給出的說法是:

# cat /proc/sys/vm/drop_caches
0   #默認是0,1表示清空頁緩存,2表示清空inode和目錄樹緩存,3清空所有的緩存
echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches  #表示清除pagecache。
echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches  #表示清除回收slab分配器中的對象(包括目錄項緩存和inode緩存)。
                      slab分配器是內核中管理內存的一種機制,其中很多緩存數據實現都是用的pagecache。
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches #表示清除pagecache和slab分配器中的緩存對象。

 

 

參考:

https://www.kernel.org/doc/Documentation/sysctl/vm.txt

https://www.cnblogs.com/ultranms/p/9254160.html

 


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