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  • Linux释放内存空间

    Linux服务器运行一段时间后,由于其内存管理机制,会将暂时不用的内存转为buff/cache,这样在程序使用到这一部分数据时,能够很快的取出,从而提高系统的运行效率,所以这也正是linux内存管理中非常出色的一点,所以乍一看内存剩余的非常少,但是在程序真正需要内存空间时,linux会将缓存让出给程序使用,这样达到对内存的最充分利用,所以真正剩余的内存是free+buff/cache

      但是有些时候大量的缓存占据空间,这时候应用程序回去使用swap交换空间,从而使系统变慢,这时候需要手动去释放内存,释放内存的时候,首先执行命令 sync 将所有正在内存中的缓冲区写到磁盘中,其中包括已经修改的文件inode、已延迟的块I/O以及读写映射文件,从而确保文件系统的完整性

      说到清理内存,那么不得不提到/proc这一个虚拟文件系统,这里面的数据和文件都是内存中的实时数据,很多参数的获取都可以从下面相应的文件中得到,比如查看某一进程占用的内存大小和各项参数,cpu和主板的详细信息,显卡的参数等等;相应的关于内存的管理方式是在/proc/sys/vm/drop_chches文件中,一定要注意这个文件中存放的并不是具体的内存内容,而是0-3这几个数字,通过文件大小只有1B也可以知道,而这些代号分别告诉系统代表不同的含义如下:

      0:0是系统默认值,默认情况下表示不释放内存,由操作系统自动管理

      1:释放页缓存

      2:释放dentries和inodes

      3:释放所有缓存

      所以根据上面的说明,分别将1,2,3这3个数字重定向到drop_caches中可以实现内存的释放,一般释放内存都是重定向3到文件中,释放所有的缓存

      那么下面举个例子,比如这里只释放页缓存,首先使用 free -h 查看当前内存剩余

      

    当前内存剩余570M左右,另外buff/cache是1.3G,根据上面说的现在真正的剩余内存应该是1.8G左右,首先写缓存到文件系统:

    sync
    手动执行sync命令(描述:sync 命令运行 sync 子例程。如果必须停止系统,则运行sync 命令以确保文件系统的完整性。sync 命令将所有未写的系统缓冲区写到磁盘中,包含已修改的 i-node、已延迟的块 I/O 和读写映射文件)

      然后执行下面命令释放内存(页缓存buff/cache):

    echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches

      执行完之后,再次查看内存剩余:

      

      会发现内存被释放了,可用内存确实变为1.8G左右

      到这里内存就释放完了,现在drop_caches中的值为1,如果现在想让操作系统重新分配内存,那么设置drop_caches的值为0即可:

    echo 0 > /proc/sys/vm/drop_caches

      另外需要注意的是,在生产环境中的服务器我们不要频繁的去释放内存,只在必要时候清理内存即可,更重要的是我们应该从应用程序层面去优化内存的利用和释放,经常清理内存可能只是暂时屏蔽的应用程序中的一些bug,所以更重要的是程序的调优,其他的交给操作系统来管理

    ######### Linux释放内存的相关知识 ###############

    在Linux系统下,一般不需要去释放内存,因为系统已将内存管理的很好。但也有例外,有时内存会被缓存占用掉,导致系统使用SWAP空间影响性能,例如当你在linux下频繁存取文件后,物理内存会很快被用光,当程序结束后,内存不会被正常释放,而是一直作为caching。此时就需要执行释放内存(清理缓存)的操作了。

    Linux系统的缓存机制是相当先进的,他会针对dentry(用于VFS,加速文件路径名到inode的转换)、Buffer Cache(针对磁盘块的读写)和Page Cache(针对文件inode的读写)进行缓存操作。但在进行了大量文件操作之后,缓存会把内存资源基本用光。实际上文件操作已完成,这部分缓存已用不到了。这时,有必要来手动进行Linux下释放内存的操作,其实是释放缓存的操作了。/proc是一个虚拟文件系统,我们可通过对它的读写操作做为与kernel实体间进行通信的一种手段.也就是说可通过修改/proc中的文件,来对当前kernel的行为做出调整.那么可通过调整/proc/sys/vm/drop_caches来释放内存。要达到释放缓存的目的,首先需要了解下关键的配置文件/proc/sys/vm/drop_caches。这个文件中记录了缓存释放的参数,默认值为0,也就是不释放缓存。

    一般复制了文件后,可用内存会变少,都被cached占用了,这是linux为了提高文件读取效率的做法:为了提高磁盘存取效率, Linux做了一些精心的设计, 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。前者针对磁盘块的读写,后者针对文件inode的读写。这些Cache有效缩短了 I/O系统调用(比如read,write,getdents)的时间。

    释放内存前先使用sync命令做同步,以确保文件系统的完整性,将所有未写的系统缓冲区写到磁盘中,包含已修改的 i-node、已延迟的块 I/O 和读写映射文件。否则在释放缓存的过程中,可能会丢失未保存的文件。

    [root@fcbu.com ~]# free -m
                 total       used       free     shared    buffers     cached
    Mem:          7979       7897         82          0         30       3918
    -/ buffers/cache:       3948       4031
    Swap:         4996        438       4558

    第一行用全局角度描述系统使用的内存状况:
    total 内存总数
    used 已经使用的内存数,一般情况这个值会比较大,因为这个值包括了cache 应用程序使用的内存
    free 空闲的内存数
    shared 多个进程共享的内存总额
    buffers 缓存,主要用于目录方面,inode值等(ls大目录可看到这个值增加)
    cached 缓存,用于已打开的文件

    第二行描述应用程序的内存使用:
    -buffers/cache 的内存数:used - buffers - cached
    buffers/cache 的内存数:free buffers cached
    前个值表示-buffers/cache 应用程序使用的内存大小,used减去缓存值
    后个值表示 buffers/cache 所有可供应用程序使用的内存大小,free加上缓存值

    第三行表示swap的使用:
    used 已使用
    free 未使用 

    可用的内存=free memory buffers cached。

    为什么free这么小,是否关闭应用后内存没有释放?
    实际上,这是因为Linux对内存的管理与Windows不同,free小并不是说内存不够用了,应该看的是free的第二行最后一个值:-/ buffers/cache:       3948       4031 ,这才是系统可用的内存大小。

    实际项目中的经验告诉我们,如果因为是应用有像内存泄露、溢出的问题,从swap的使用情况可比较快速判断的,但free上反而比较难查看。既然核心是可快速清空buffer或cache,但核心并没有这样做(默认值是0),不应随便去改变它。

    一般情况下,应用在系统上稳定运行了,free值也会保持在一个稳定值的,虽然看上去可能比较小。当发生内存不足、应用获取不到可用内存、OOM错误等问题时,更应该去分析应用方面的原因,如用户量太大导致内存不足、发生应用内存溢出等情况,否则,清空buffer,强制腾出free的大小,可能只是把问题给暂时屏蔽了,所以说一般情况下linux都不用经常手动释放内存。

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