手动释放linux内存cache

Posted 2020-09-16 _小百

 

 

 

转载于：http://linux.cn/article-211-1.html

 

总有很多朋友对于Linux的内存管理有疑问，之前一篇linux下的内存管理方式似乎也没能清除大家的疑虑。

而在新版核心中，似乎对这个问题提供了新的解决方法，特转出来给大家参考一下。最后，还附上我对

这方法的意见，欢迎各位一同讨论。

当在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。这个问题，貌似有不少人在问，不过都没有看到有什么很好解决的办法。

那么我来谈谈这个问题。

一、通常情况

先来说说free命令：

·········10········20········30········40········50········60········70········80········90

1.# free -m

2.total used free shared buffers cached

3.Mem: 249 163 86 0 10 94

4.-/+ buffers/cache: 58 191

5.Swap: 511 0 511

其中：

total 内存总数
used 已经使用的内存数
free 空闲的内存数
shared 多个进程共享的内存总额
buffers Buffer Cache和cached Page Cache 磁盘缓存的大小
-buffers/cache (已用)的内存数:used - buffers - cached
+buffers/cache(可用)的内存数:free + buffers + cached
可用的memory=free memory+buffers+cached

有了这个基础后，可以得知，我现在used为163MB，free为86MB，buffer和cached分别为10MB，94MB。
那么我们来看看，如果我执行复制文件，内存会发生什么变化。

·········10········20········30········40········50········60········70········80········90

1.# cp -r /etc ~/test/

2.# free -m

3.total used free shared buffers cached

4.Mem: 249 244 4 0 8 174

5.-/+ buffers/cache: 62 187

6.Swap: 511 0 511

在我命令执行结束后，used为244MB，free为4MB，buffers为8MB，cached为174MB，天呐，都被cached吃掉了。

别紧张，这是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。

那么有人说过段时间，linux会自动释放掉所用的内存。等待一段时间后，我们使用free再来试试，

看看是否有释放？

·········10········20········30········40········50········60········70········80········90

1.# free -m

2.total used free shared buffers cached

3.Mem: 249 244 5 0 8 174

4.-/+ buffers/cache: 61 188

5.Swap: 511 0 511

似乎没有任何变化。（实际情况下，内存的管理还与Swap有关）那么我能否手动释放掉这些内存呢？

回答是可以的！

二、手动释放缓存

/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。操作如下：

·········10········20········30········40········50········60········70········80········90

1.# cat /proc/sys/vm/drop_caches

2.0

首先，/proc/sys/vm/drop_caches的值，默认为0。

·········10········20········30········40········50········60········70········80········90

1.# sync

手动执行sync命令（描述：sync 命令运行 sync 子例程。如果必须停止系统，则运行sync 命令以确保文件系统的

完整性。sync 命令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）

·········10········20········30········40········50········60········70········80········90

1.# echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

2.# cat /proc/sys/vm/drop_caches

3.3

将/proc/sys/vm/drop_caches值设为3

·········10········20········30········40········50········60········70········80········90

1.# free -m

2.total used free shared buffers cached

3.Mem: 249 66 182 0 0 11

4.-/+ buffers/cache: 55 194

5.Swap: 511 0 511

再来运行free命令，会发现现在的used为66MB，free为182MB，buffers为0MB，cached为11MB。

那么有效的释放了buffer和cache。

有关/proc/sys/vm/drop_caches的用法在下面进行了说明

/proc/sys/vm/drop_caches (since Linux 2.6.16)
Writing to this file causes the kernel to drop clean caches,dentries and inodes from memory, causing that memory to become free.
To free pagecache, use echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches;
to free dentries and inodes, use echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches;
to free pagecache, dentries and inodes, use echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches.
Because this is a non-destructive operation and dirty objects are not freeable, the user should run sync first

 

三、我的意见

 

上述文章就长期以来很多用户对Linux内存管理方面的疑问，给出了一个比较“直观”的回复，

我更觉得有点像是核心开发小组的妥协。对于是否需要使用这个值，或向用户提及这个值，

我是有保留意见的。

 

从man可以看到，这值从2.6.16以后的核心版本才提供，也就是老版的操作系统，

如红旗DC 5.0、RHEL 4.x之前的版本都没有；若对于系统内存是否够用的观察，

我还是原意去看swap的使用率和si/so两个值的大小；

 

用户常见的疑问是，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: 58 191，这才是系统可用的内存大小。

 

实际项目中告诉我们，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。相反，如果在这个时候，我们告诉用户，修改系统的一个值，

“可以”释放内存，free就大了。用户会怎么想？不会觉得操作系统“有问题”吗？所以说，我觉得既然核心

是可以快速清空buffer或cache，也不难做到（这从上面的操作中可以明显看到），但核心并没有这样做

（默认值是0），我们就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。

 

我觉得，排除内存不足的情况外，除非是在软件开发阶段，需要临时清掉buffer，以判断应用的内存使用情况；

或应用已经不再提供支持，即使应用对内存的时候确实有问题，而且无法避免的情况下，才考虑定时清空buffer。

（可惜，这样的应用通常都是运行在老的操作系统版本上，上面的操作也解决不了）。而生产环境下的服务器

可以不考虑手工释放内存，这样会带来更多的问题。记住内存是拿来用的，不是拿来看的。

不像windows，无论你的真实物理内存有多少，他都要拿硬盘交换文件来读。

这也就是windows为什么常常提示虚拟空间不足的原因，你们想想多无聊，在内存还有大部分的时候，

拿出一部分硬盘空间来充当内存。

硬盘怎么会快过内存，所以我们看linux，只要不用swap的交换空间，就不用担心自己的内存太少。

如果常常swap用很多,可能你就要考虑加物理内存了，这也是linux看内存是否够用的标准哦。

当然这仅代表我个人意见，也欢迎大家来交流讨论。