被吃掉的Linux内存

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这正是 Windows 和 Linux 在内存管理上的区别，乍一看，Linux 系统吃掉我们的内存 (Linux ate my ram)，但其实这也正是其内存管理的特点。

下面为使用 free 命令查看我们实验室文件服务器内存得到的结果，- m 选项表示使用 MB 为单位：

输出的第二行表示系统内存的使用情况：

Mem：total(总量)= 3920MB，

used(已使用)= 1938MB，

free(空闲)= 1982MB，

shared(共享内存)= 0MB，

buffers = 497MB，

cached = 1235MB

注：前面四项都比较好理解，buffer 和 cache 找不到合适的词来翻译，它们的区别在于：

• 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.

即 buffer 用于存放要输出到磁盘的数据，而 cache 是从磁盘读出存放到内存中待今后使用的数据。它们的引入均是为了提供 IO 的性能。

输出的第三行表示在第二行的基础上 -/+ buffers/cache 得到的：

– buffers/cache used = Mem used – buffers – cached = 1938MB – 497MB – 1235MB = 205MB

+ buffers/cache free = Mem free + buffers + cached = 1982MB + 497MB + 1235MB = 3714MB

输出的第三行表示交换分区使用的情况：

Swap：total(总量)= 4095MB

used(使用)= 0MB

free(空闲)= 4095MB

由于系统当前内存还比较充足，并未使用到交换分区。

上面输出的结果比较难理解的可能是第三行，为什么要向用户展示这行数据呢? 内存使用量减去系统 buffer/cached 的内存表示何意呢? 系统空闲内存加上 buffer/cached 的内存又表示何意?

我们把内存分为三类，从用户和操作系统的角度对其使用情况有不同的称呼：

上表中 something 代表的正是 free 命令中”buffers/cached”的内存，由于这块内存从操作系统的角度确实被使用，但如果用户要使用，这块内存是可以很快被回收被用户程序使用，因此从用户角度这块内存应划为空闲状态。

再次回到 free 命令输出的结果，第三行输出的结果应该就能理解了，这行的数字表示从用户角度看系统内存的使用情况。因此，如果你用 top 或者 free 命令查看系统的内存还剩多少，其实你应该将空闲内存加上 buffer/cached 的内存，那才是实际系统空闲的内存。

Linux 内存管理做了很多精心的设计，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，目的就是为了提升磁盘 IO 的性能。从低速的块设备上读取数据会暂时保存在内存中，即使数据在当时已经不再需要了，但在应用程序下一次访问该数据时，它可以从内存中直接读取，从而绕开低速的块设备，从而提高系统的整体性能。

而 Linux 会充分利用这些空闲的内存，设计思想是内存空闲还不如拿来多缓存一些数据，等下次程序再次访问这些数据速度就快了，而如果程序要使用内存而系统中内存又不足时，这时不是使用交换分区，而是快速回收部分缓存，将它们留给用户程序使用。

因此，可以看出，buffers/cached 真是百益而无一害，真正的坏处可能让用户产生一种错觉——Linux 耗内存!

其实不然，Linux 并没有吃掉你的内存，只要还未使用到交换分区，你的内存所剩无几时，你应该感到庆幸，因为 Linux 缓存了大量的数据，也许下一次你就从中受益。

下面通过实验来验证上面的结论：

我们先后读入一个大文件，比较两次读入的实践：

1. 首先生成一个 1G 的大文件

2. 清空缓存

3. 读入这个文件，测试消耗的时间

4. 再次读入该文件，测试消耗的时间

从上面看出，第一次读这个 1G 的文件大约耗时 18s，而第二次再次读的时候，只耗时 0.3s，足足提升 60 倍!

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