关于linux:获取-Linux-系统和-Docker-容器的内存使用情况

最近，我开始监控咱们始终在开发的 Node.js 应用程序。一段时间后，我发现它的内存使用率增长迟缓，3 天就增长了 20%。在以下 Node.js 代码中测量了内存应用状况。

const os = require("os");

const total = os.totalmem();
const free = os.freemem();
const usage = ((free - total) / total) * 100;

所以，它们基本上来自操作系统，在这种状况下是 Docker 上的 Alpine Linux。侥幸的是，我还记录了应用程序过程的内存应用状况，但它们并没有减少。那么为什么操作系统内存使用量会减少呢？

缓冲区和缓存内存

我应用了 top 命令 Shift+m（按内存应用状况排序）并比拟了长时间运行的服务器上的过程和新部署的服务器上的过程。单方的流程简直雷同。惟一的区别是，buffers 并且 cached Mem 在长期运行的状况下很高。

通过一些钻研或谷歌搜寻后，我得出结论，这不是问题。当应用程序过程要求更多内存时，大部分 buffers 和 cached Mem 被放弃。

其实 free - m 命令提供了一行 used，并 free 采取缓冲区和缓存的思考。

$ free -m
             total  used  free  shared  buffers cached
Mem:          3950   285  3665     183       12    188
-/+ buffers/cache:    84  3866
Swap:         1896     0  1896

那么，它们到底是什么？依据的手册 /proc/meminfo，这是一个伪文件和 的数据源 free，top 还有敌人：

Buffers %lu
       Relatively temporary storage for raw disk blocks that
       shouldn't get tremendously large (20MB or so).

Cached %lu
       In-memory cache for files read from the disk (the page
       cache).  Doesn't include SwapCached.

我依然不确定到底 Buffers 蕴含什么，但它蕴含文件的元数据等，而且它的大小绝对微不足道。Cached 蕴含缓存的文件内容，称为页面缓存。操作系统保留页面缓存，而 RAM 有足够的可用空间。这就是为什么即便过程没有透露内存，内存使用量也在减少。

如果您有趣味，/proc/meminfo 输入中的 Buffers 和 Cached 列有什么区别？在 Quora 上有对于 Buffers 和的更多详细信息 Cached。

可用内存

那么，咱们应该应用 free + buffers + cached? /proc/meminfo 有一个更好的指标，称为 MemAvailable。

MemAvailable %lu (since Linux 3.14)
       An estimate of how much memory is available for
       starting new applications, without swapping.
$ cat /proc/meminfo
MemTotal:        4045572 kB
MemFree:         3753648 kB
MemAvailable:    3684028 kB
Buffers:           13048 kB
Cached:           193336 kB
...

它的背景在 Linux Kernel 中的提交中失去了很好的解释，但实质上它排除了不可开释的页面缓存并包含可回收的平板内存。Linux v4.12-rc2 中的以后实现看起来依然简直雷同。

free - m 有 available 列的一些实现。例如，在 Boot2Docker 上：

$ free -m
       total  used  free  shared  buff/cache  available
Mem:    3950    59  3665     183         226       3597
Swap:   1896     0  1896

它也能够通过 –mem-avail 标记在 AWS CloudWatch 指标上应用。

对于 Docker 的一些背景

我的另一个问题是“Docker 中的这些指标是否雷同？”。在深入探讨这个问题之前，让咱们检查一下 docker 是如何工作的。

依据 Docker 概述：底层技术，Docker 容器中的过程间接在其主机操作系统中运行，没有任何虚拟化，但因为这些 Linux 内核个性，它们与主机操作系统和其余容器无效隔离：

命名空间：隔离 PID、主机名、用户 ID、网络拜访、IPC 等。

• cgroups：限度资源应用
• UnionFS : 隔离文件系统
  因为命名空间的起因，pscommand 除了列出宿主操作系统中的其余过程外，还列出了 Docker 容器的过程，而它不能列出宿主操作系统或 docker 容器中其余容器的过程。

默认状况下，Docker 容器没有资源限度。所以，如果你在一台主机上运行一个容器，并且不限度容器的资源应用，这就是我的状况，容器的“闲暇内存”与主机操作系统的“闲暇内存”是一样的。

Docker 容器上的内存指标

如果您想从容器内部监控 Docker 容器的内存应用状况，这很容易。您能够应用 docker stats.

$ docker stats
CONTAINER     CPU %  MEM USAGE / LIMIT  MEM %  NET I/O     BLOCK I/O  PIDS
fc015f31d9d1  0.00%  220KiB / 3.858GiB  0.01%  1.3kB / 0B  0B / 0B    2

然而，如果您想获取容器中的内存应用状况或获取更具体的指标，就变得复杂了。Linux 容器内的内存详细描述了艰难。

/proc/meminfo 和 sysinfo，由 Node.js 应用 os.totalmem()和应用 os.freemem()，不是孤立的，如果您在 Docker 容器中应用 top 和等一般实用程序，您将取得主机操作系统的指标 free。

要获取特定于 Docker 容器的指标，您能够在 /sys/fs/cgroup/memory/. 不过，它们并未依据 Linux 容器内的内存进行标准化。

$ cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.usage_in_bytes
303104
$ cat /sys/fs/cgroup/memory/memory.limit_in_bytes
9223372036854771712

memory.limit_in_bytes 如果没有限度，则返回一个十分大的数字。在这种状况下，您能够应用 /proc/meminfo 或应用它的命令找到主机操作系统的总内存。

论断

这是一段比我最后设想的更长的旅程。我的要点是：

• Available Memory > Free Memory 即：容许应用内存 > 闲暇内存
• 能用 MemAvailable 时，用 MemAvailable
• Docker 容器中的过程间接在主机操作系统中运行
• 精确理解您正在测量的内容，尤其是在 Docker 容器中