Linux系統所使用的真實記憶體

我們使用的Linux和Windows可不太一樣，用top命令得出來的可能不是真實使用的記憶體，用free 命令第二行才是系統真實使用的記憶體。如果發現PHP-CGI把你的記憶體佔滿了可不要驚慌哦。

Page cache和buffer cache一直以來是兩個比較容易混淆的概念，在網上也有很多人在爭辯和猜想這兩個cache到底有什麼區別，討論到最後也一直沒有一個統一和正確的結論，在我工作的這一段時間，page cache和buffer cache的概念曾經困擾過我，但是仔細分析一下，這兩個概念實際上非常的清晰。如果能夠瞭解到這兩個cache的本質，那麼我們在分析io問題的時候可能會更加得心應手。

Page cache實際上是針對檔案系統的，是檔案的緩衝，在檔案層面上的資料會緩衝到page cache。檔案的邏輯層需要映射到實際的物理磁碟，這種映射關係由檔案系統來完成。當page cache的資料需要重新整理時，page cache中的資料交給buffer cache，但是這種處理在2.6版本的核心之後就變的很簡單了，沒有真正意義上的cache操作。
Buffer cache是針對磁碟塊的緩衝，也就是在沒有檔案系統的情況下，直接對磁碟進行操作的資料會緩衝到buffer cache中，例如，檔案系統的中繼資料都會緩衝到buffer cache中。
簡單說來，page cache用來快取檔案資料，buffer cache用來緩衝磁碟資料。在有檔案系統的情況下，對檔案操作，那麼資料會緩衝到page cache，如果直接採用dd等工具對磁碟進行讀寫，那麼資料會緩衝到buffer cache。
補充一點，在檔案系統層每個裝置都會分配一個def_blk_ops的檔案操作方法，這是裝置的操作方法，在每個裝置的inode下面會存在一個 radix tree，這個radix tree下面將會放置快取資料的page頁。這個page的數量將會在top程式的buffer一欄中顯示。如果裝置做了檔案系統，那麼會產生一個 inode，這個inode會分配ext3_ops之類的操作方法，這些方法是檔案系統的方法，在這個inode下面同樣存在一個radix tree，這裡會快取檔案的page頁，快取頁面的數量在top程式的cache一欄進行統計。從上面的分析可以看出，2.6核心中的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針對檔案的cache，buffer是針對磁碟塊資料的cache，僅此而已。
現在不都是只有page cache了嗎？ buffer pages其實也是page cache裡面的頁。只是多了一層抽象，通過buffer_head來進行一些訪問管理
對,從Linux演算法實現的角度，page cache和buffer cache目前是一樣的，但是從功能抽象和具體應用來講，這兩者還是存在區別的，這一點可以從top工具的統計資訊中看得出來，關注一下buffer和 cache這兩個統計量。
增加一些資料：
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.
在終端中敲入：free
顯示：  total  used  free  shared  buffers  cached
    Mem:    255268 238332  16936    0      85540    126384
    -/+ buffers/cache:26408  228860
系統的總實體記憶體：255268Kb（256M），但系統當前真正可用的記憶體並不是第一行free 標記的 16936Kb，它僅代表未被分配的記憶體。
我們使用total1、used1、free1、used2、 free2 等名稱來代表上面統計資料的各值，1、2 分別代表第一行和第二行的資料。
total1：表示實體記憶體總量。
used1：表示總計分配給緩衝（包含buffers 與cache ）使用的數量，但其中可能部分緩衝並未實際使用。
free1：未被分配的記憶體。
shared1：共用記憶體，一般系統不會用到，這裡也不討論。
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。buffer 與cache 的區別見後面。
used2：實際使用的buffers 與cache 總量，也是實際使用的記憶體總量。
free2：未被使用的buffers 與cache 和未被分配的記憶體之和，這就是系統當前實際可用記憶體。
可以整理出如下等式：
total1 = used1 + free1
total1 = used2 + free2
used1 = buffers1 + cached1 + used2
free2 = buffers1 + cached1 + free1

轉帖自：Linux社區