关于Linux使用的真实内存

我们使用的Linux和Windows可不太一样，用top命令得出来的可能不是真实使用的内存，用free命令第二行才是系统真实使用的内存。如果发现PHP-CGI把你的内存占满了可不要惊慌哦。

Page cache和buffer cache一直以来是两个比较容易混淆的概念，在网上也有很多人在争辩和猜想这两个cache到底有什么区别，讨论到最后也一直没有一个统一和正确的结论，在我工作的这一段时间，page cache和buffer cache的概念曾经困扰过我，但是仔细分析一下，这两个概念实际上非常的清晰。如果能够了解到这两个cache的本质，那么我们在分析io问题的时候可能会更加得心应手。

Page cache实际上是针对文件系统的，是文件的缓存，在文件层面上的数据会缓存到page cache。文件的逻辑层需要映射到实际的物理磁盘，这种映射关系由文件系统来完成。当page cache的数据需要刷新时，page cache中的数据交给buffer cache，但是这种处理在2.6版本的内核之后就变的很简单了，没有真正意义上的cache操作。

Buffer cache是针对磁盘块的缓存，也就是在没有文件系统的情况下，直接对磁盘进行操作的数据会缓存到buffer cache中，例如，文件系统的元数据都会缓存到buffer cache中。

简单说来，page cache用来缓存文件数据，buffer cache用来缓存磁盘数据。在有文件系统的情况下，对文件操作，那么数据会缓存到page cache，如果直接采用dd等工具对磁盘进行读写，那么数据会缓存到buffer cache。

补充一点，在文件系统层每个设备都会分配一个def_blk_ops的文件操作方法，这是设备的操作方法，在每个设备的inode下面会存在一个 radix tree，这个radix tree下面将会放置缓存数据的page页。这个page的数量将会在top程序的buffer一栏中显示。如果设备做了文件系统，那么会生成一个 inode，这个inode会分配ext3_ops之类的操作方法，这些方法是文件系统的方法，在这个inode下面同样存在一个radix tree，这里会缓存文件的page页，缓存页的数量在top程序的cache一栏进行统计。从上面的分析可以看出，2.6内核中的buffer cache和page cache在处理上是保持一致的，但是存在概念上的差别，page cache针对文件的cache，buffer是针对磁盘块数据的cache，仅此而已。

现在不都是只有page cache了吗？ buffer pages其实也是page cache里面的页。只是多了一层抽象，通过buffer_head来进行一些访问管理。

对,从Linux算法实现的角度，page cache和buffer cache目前是一样的，但是从功能抽象和具体应用来讲，这两者还是存在区别的，这一点可以从top工具的统计信息中看得出来，关注一下buffer和cache这两个统计量。

增加一些资料：

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.

在终端中敲入：free，显示如下：

total used free shared buffers cached

Mem: 255268 238332 16936 0 85540 126384

/+ buffers/cache:26408 228860

系统的总物理内存：255268Kb（256M），但系统当前真正可用的内存并不是第一行free 标记的 16936Kb，它仅代表未被分配的内存。

我们使用total1、used1、free1、used2、free2 等名称来代表上面统计数据的各值，1、2 分别代表第一行和第二行的数据。

total1：表示物理内存总量。

used1：表示总计分配给缓存（包含buffers 与cache ）使用的数量，但其中可能部分缓存并未实际使用。

free1：未被分配的内存。

shared1：共享内存，一般系统不会用到，这里也不讨论。

buffers1：系统分配但未被使用的buffers 数量。

cached1：系统分配但未被使用的cache 数量。buffer 与cache 的区别见后面。

used2：实际使用的buffers 与cache 总量，也是实际使用的内存总量。

free2：未被使用的buffers 与cache 和未被分配的内存之和，这就是系统当前实际可用内存。

可以整理出如下等式：

total1 = used1 + free1

total1 = used2 + free2

used1 = buffers1 + cached1 + used2

free2 = buffers1 + cached1 + free1

##偶然在linuxidc上看到这篇文章，基本上把内存机制搞明白啦，有兴趣的童鞋可以继续看下面的，是关于命令清除缓存的

Linux与Windows不同，会存在缓存内存，通常叫做Cache Memory。有些时候你会发现没有什么程序在运行，但是使用top或free命令看到可用内存会很少，此时查看Linux系统 /proc/meminfo 文件，会发现有一项 Cached Memory：

# >> cat /proc/meminfo

MemTotal: 16414004 kB

MemFree: 10278960 kB

Buffers: 65588 kB

Cached: 1273692 kB

SwapCached: 15552 kB

Active: 5349400 kB

Inactive: 597340 kB

HighTotal: 0 kB

HighFree: 0 kB

LowTotal: 16414004 kB

LowFree: 10278960 kB

SwapTotal: 33551744 kB

SwapFree: 33315872 kB

Dirty: 64 kB

Writeback: 0 kB

Mapped: 4662772 kB

Slab: 134212 kB

CommitLimit: 41758744 kB

Committed_AS: 5048776 kB

PageTables: 14784 kB

VmallocTotal: 536870911 kB

VmallocUsed: 279436 kB

VmallocChunk: 536590975 kB

HugePages_Total: 0

HugePages_Free: 0

Hugepagesize: 2048 kB

什么是Cache Memory(缓存内存)：

当你读写文件的时候，Linux内核为了提高读写效率与速度，会将文件在内存中进行缓存，这部分内存就是Cache Memory(缓存内存)。即使你的程序运行结束后，Cache Memory也不会自动释放。这就会导致你在Linux系统中程序频繁读写文件后，你会发现可用物理内存会很少。

其实这缓存内存(Cache Memory)在你需要使用内存的时候会自动释放，所以你不必担心没有内存可用。如果你希望手动去释放Cache Memory(缓存内存)的话也是有办法的。

释放Cache Memory(缓存内存)：

用下面的命令可以释放Cache Memory：

#echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches