linux的cache memory解析

PS：前天有童鞋問我，為啥我的Linux系統沒運行多少程式，顯示的可用記憶體這麼少？其實Linux與Win的記憶體管理不同，會盡量緩衝記憶體以提高讀寫效能，通常叫做Cache Memory。

有時候你會發現沒有什麼程式在運行，但是使用top或free命令看到可用記憶體free項會很少，此時查看系統的 /proc/meminfo 檔案，會發現有一項 Cached Memory：

輸入cat /proc/meminfo查看：

MemTotal: 16425996 kB
MemFree: 5698808 kB
Buffers: 380904 kB
Cached: 9389356 kB
SwapCached: 212 kB
Active: 6569200 kB
Inactive: 3725364 kB
HighTotal: 0 kB
HighFree: 0 kB
LowTotal: 16425996 kB
LowFree: 5698808 kB
SwapTotal: 8273464 kB
SwapFree: 8273252 kB
Dirty: 980 kB
Writeback: 0 kB
AnonPages: 524108 kB
Mapped: 24568 kB
Slab: 381776 kB
PageTables: 7496 kB
NFS_Unstable: 0 kB
Bounce: 0 kB
CommitLimit: 16486460 kB
Committed_AS: 2143856 kB
VmallocTotal: 34359738367 kB
VmallocUsed: 267656 kB
VmallocChunk: 34359469303 kB
HugePages_Total: 0
HugePages_Free: 0
HugePages_Rsvd: 0
Hugepagesize: 2048 kB

free命令裡各項記憶體指標說明：

total used free shared buffers cached
Mem: 16425996 10727220 5698776 0 380904 9389832
-/+ buffers/cache: 956484 15469512
Swap: 8273464 212 8273252

其中第一行用全域角度描述系統使用的記憶體狀況：
total——總實體記憶體
used——已使用記憶體，一般情況這個值會比較大，因為這個值包括了cache+應用程式使用的記憶體
free——完全未被使用的記憶體
shared——應用程式共用記憶體
buffers——緩衝，主要用於目錄方面,inode值等（ls大目錄可看到這個值增加）
cached——緩衝，用於已開啟的檔案
總結：
total=used+free
used=buffers+cached (maybe add shared also)

第二行描述應用程式的記憶體使用量：
前個值表示-buffers/cache——應用程式使用的記憶體大小，used減去緩衝值
後個值表示+buffers/cache——所有可供應用程式使用的記憶體大小，free加上緩衝值
總結： 
-buffers/cache=used-buffers-cached
+buffers/cache=free+buffers+cached

第三行表示swap的使用：
used——已使用
free——未使用

什麼是Cache Memory(緩衝記憶體)：

當你讀寫檔案的時候，Linux核心為了提高讀寫效能與速度，會將檔案在記憶體中進行緩衝，這部分記憶體就是Cache Memory(緩衝記憶體)。即使你的程式運行結束後，Cache Memory也不會自動釋放。這就會導致你在Linux系統中程式頻繁讀寫檔案後，你會發現可用實體記憶體會很少。

其實這緩衝記憶體(Cache Memory)在你需要使用記憶體的時候會自動釋放，所以你不必擔心沒有記憶體可用。如果你希望手動去釋放Cache Memory也是有辦法的。

如何釋放Cache Memory(緩衝記憶體)：

用下面的命令可以釋放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，防止遺失資料。

總結：個人經驗認為沒必要手動釋放，這種記憶體管理方式也是比win優勝的地方之一！因為Linux的核心記憶體管理機制，一般情況下不需要特意去釋放已經使用的cache。這些cache起來的內容可以提高檔案以及磁碟的讀寫速度。