在Windows下資源管理器檢視記憶體使用的情況，如果使用率達到80%以上，再執行大程式就能感覺到系統不流暢了，因為在記憶體緊缺的情況下使用交換分割槽，頻繁地從磁碟上換入換出頁會極大地影響系統的效能。而當我們使用free命令檢視Linux系統記憶體使用情況時，會發現記憶體使用一直處於較高的水平，即使此時系統並沒有執行多少軟體。

這正是Windows和Linux在記憶體管理上的區別，乍一看，Linux系統吃掉我們的記憶體（Linux ate my ram），但其實這也正是其記憶體管理的特點。

free命令介紹

下麵為使用free命令檢視我們實驗室檔案伺服器記憶體得到的結果，-m選項表示使用MB為單位：

輸出的第二行表示系統記憶體的使用情況：

Mem： total（總量）= 3920MB，

used（已使用）= 1938MB，

free（空閑）= 1982MB，

shared（共享記憶體）= 0MB，

buffers = 497MB，

cached = 1235MB

註：前面四項都比較好理解，buffer 和 cache找不到合適的詞來翻譯，它們的區別在於：

• 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用於存放要輸出到磁碟的資料，而cache是從磁碟讀出存放到記憶體中待今後使用的資料。它們的引入均是為了提供IO的效能。

輸出的第三行表示在第二行的基礎上-/+ 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

輸出的第三行表示交換分割槽使用的情況：

Swap：total（總量）= 4095MB

used（使用）= 0MB

free（空閑）= 4095MB

由於系統當前記憶體還比較充足，並未使用到交換分割槽。

上面輸出的結果比較難理解的可能是第三行，為什麼要向用戶展示這行資料呢？記憶體使用量減去系統buffer/cached的記憶體表示何意呢？系統空閑記憶體加上buffer/cached的記憶體又表示何意？

記憶體的分類

我們把記憶體分為三類，從使用者和作業系統的角度對其使用情況有不同的稱呼：

上表中something代表的正是free命令中”buffers/cached”的記憶體，由於這塊記憶體從作業系統的角度確實被使用，但如果使用者要使用，這塊記憶體是可以很快被回收被使用者程式使用，因此從使用者角度這塊記憶體應劃為空閑狀態。

再次回到free命令輸出的結果，第三行輸出的結果應該就能理解了，這行的數字表示從使用者角度看系統記憶體的使用情況。因此，如果你用top或者free命令檢視系統的記憶體還剩多少，其實你應該將空閑記憶體加上buffer/cached的記憶體，那才是實際系統空閑的記憶體。

buffers/cached好處

Linux 記憶體管理做了很多精心的設計，除了對dentry進行快取（用於VFS，加速檔案路徑名到inode的轉換），還採取了兩種主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache，目的就是為了提升磁碟IO的效能。從低速的塊裝置上讀取資料會暫時儲存在記憶體中，即使資料在當時已經不再需要了，但在應用程式下一次訪問該資料時，它可以從記憶體中直接讀取，從而繞開低速的塊裝置，從而提高系統的整體效能。

而Linux會充分利用這些空閑的記憶體，設計思想是記憶體空閑還不如拿來多快取一些資料，等下次程式再次訪問這些資料速度就快了，而如果程式要使用記憶體而系統中記憶體又不足時，這時不是使用交換分割槽，而是快速回收部分快取，將它們留給使用者程式使用。

因此，可以看出，buffers/cached真是百益而無一害，真正的壞處可能讓使用者產生一種錯覺——Linux耗記憶體！

其實不然，Linux並沒有吃掉你的記憶體，只要還未使用到交換分割槽，你的記憶體所剩無幾時，你應該感到慶幸，因為Linux快取了大量的資料，也許下一次你就從中受益。

實驗證明

下麵透過實驗來驗證上面的結論：

我們先後讀入一個大檔案，比較兩次讀入的實踐：

1.首先生成一個1G的大檔案

2.清空快取

3.讀入這個檔案，測試消耗的時間

4.再次讀入該檔案，測試消耗的時間

從上面看出，第一次讀這個1G的檔案大約耗時18s，而第二次再次讀的時候，只耗時0.3s，足足提升60倍！

參考資料：

https://groups.google.com/forum/#!topic/shlug/Dvc-ciKGt7s/discussion  實驗室師兄以前提出”cp命令佔用雙倍記憶體問題”，在SLUG上的討論，正是這個疑惑一直在我心中

http://www.linuxatemyram.com/  前兩天在Hacker News看到”Linux ate my ram”這個網頁，寫的通俗易懂，也順藤摸瓜解決心中很多疑惑

http://www.linuxatemyram.com/play.html  作者給出了其他的實驗來分別驗證磁碟cache對程式分配、交換分割槽、程式載入時間等的影響

http://www.cnblogs.com/coldplayerest/archive/2010/02/20/1669949.html 一篇對free命令介紹的部落格

來源：海林（@海風林影 ）

連結：http://www.cnblogs.com/hazir/p/linux_ate_my_ram.html

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海林

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