Linux下tempfs及/dev/shm原理與應用

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引言：

在linux或unix中使用df命令查看檔案系統會發現類似如下資訊(ubuntu12.04)

其中有一部分是tmpfs檔案系統，掛在/rum下，還有個 none檔案系統掛在/run/shm下。

什麼是tmpfs?

tmpfs是Linux/Unix系統上的一種基於記憶體的檔案系統。tmpfs可以使用您的記憶體或swap分區來隱藏檔。由此可見，temfs主要儲存暫存的檔案。

linux核心中的VM子系統負責在後台管理虛擬記憶體資源Virtual Memory，即RAM和swap資源，透明地將RAM頁移動到交換分區或從交換分區到RAM頁，tmpfs檔案系統需要VM子系統的頁面來隱藏檔。tmpfs自己並不知道這些頁面是在交換分區還是在RAM中；做這種決定是VM子系統的工作。tmpfs檔案系統所知道的就是它正在使用某種形式的虛擬記憶體。

tmpfs基於記憶體，因而速度是相當的，另外tmpfs使用的VM資源是動態，當刪除tmpfs中檔案，tmpfs 檔案系統驅動程式會動態地減小檔案系統並釋放 VM 資源，當然在其中建立檔案時也會動態分配VM資源。另外，tmpfs不具備持久性，重啟後資料不保留，原因很明顯，它是基於記憶體的。

編譯核心時，啟用“Virtual memory file system support”就可以使用tmpfs,linux kernel從2.4以後都開始支援tmpfs。目前主流的linux系統預設已啟用tmpfs，如Redhat。

什麼是/dev/shm?

看到dev大家都使知道它是一個裝置檔案。使用tmpfs檔案系統，在Redhat/CentOS等linux發行版中預設大小為實體記憶體的一半。如我的虛擬機器裝的是CentOS6.0,分配記憶體為1G，所以/dev/shm為500M左右。

[[email protected] tmp]# df -h

Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on

/dev/sda3             8.8G  4.0G  4.5G  48% /

tmpfs                 499M   88K  499M   1% /dev/shm

/dev/sda1              97M   43M   50M  47% /boot

tmpfs是基於記憶體的檔案系統，建立時不需要使用mkfs等初始化。如我想把/dev/shm tmpfs大小改為512M.

ps:而我的系統裡

none->/dev/shm
即系統的虛擬記憶體。Windows中叫緩衝。

#vi /etc/fstab

tmpfs       /dev/shm    tmpfs  defaults   0   0

更改為

tmpfs       /dev/shm    tmpfs  defaults,size=512m   0    0

[[email protected] tmp]# mount -o remount /dev/shm

[[email protected] tmp]# df -h

Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on

/dev/sda3             8.8G  4.0G  4.5G  48% /

tmpfs                 512M   88K  512M   1% /dev/shm

/dev/sda1              97M   43M   50M  47% /boot

怎麼樣，變成512M啦，使用很方便吧，哈哈。

當然在生產環境中你可以把記憶體加大些，反正現在記憶體很便宜啦，為了提高效能也需要將/dev/shm加大。如：

mount -o size=1500M -o nr_inodes=1000000 -o noatime,nodiratime -o remount /dev/shm

nr_innodes指定索引節點數，nodiratime  man中解釋如下：

nodiratime  Do  not  update directory inode access times on this filesystem.

不更新目錄被訪問時inode中的記錄資訊，noatime同理，好處你懂的。

tmpfs應用

tmpfs是基於記憶體的，速度是不用說的，硬碟和它沒法比。

Oracle 中的Automatic Memory Management特性就使用了/dev/shm。

另外如果在網站營運中好好利用tmpfs，將有意想不到的收穫。

我們先在/dev/shm建一個tmp目前，並與/tmp綁定。

[[email protected] shm]# mkdir /dev/shm/tmp

[[email protected] shm]# chmod 1777 /dev/shm/tmp  //注意一下許可權

[[email protected] shm]# mount –bind /dev/shm/tmp /tmp

[[email protected] tmp]# ls -ld /tmp

drwxrwxrwt 2 root root 40 Aug 29 23:58 /tmp

當然您也可以不綁定，直接mount在現有的安裝點上使用tmpfs,如：

#umount   /tmp

#mount  tmpfs  /tmp   -t tmpfs   -o size=512M

也很方便吧，不需要使用mkfs等命令建立。

以下/tmp使用tmpfs檔案系統。

(1)將squid的緩衝目錄cache_dir放到/tmp下

cache_dir ufs /tmp 256 16 256

重啟一下squid服務，這樣緩衝目錄都放在了tmpfs檔案中了，速度不用說吧。

(2)將php的session檔案放在/tmp下

通過phpinfo測試檔案查看你的php session儲存位置，如果不在/tmp下，修改php.ini檔案，修改如下：

session.save_path = “/tmp”

當然如果您的網站訪問量比較大，可/tmp下設定分層目錄存放session,文法如下：

session.save_path=”N;/save_path”，N 為分級的級數，save_path 為開始目錄。

(3)將服務的socket檔案放在/tmp下

如nginx.socket和mysql.sock

網上的此類文檔太少，本人研究也不夠深入，歡迎大家在評論中與我交流你的看法。（http://blog.51osos.com/linux/linux-temfs-dev-shm/）