作者：Darren_Wen
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本文介绍 linux 内存机制、虚拟内存 swap、buffer/cache 开释等原理及实操。
一、什么是 linux 的内存机制？
咱们晓得，间接从物理内存读写数据要比从硬盘读写数据要快的多，因而，咱们心愿所有数据的读取和写入都在内存实现，而内存是无限的，这样就引出了物理内存与虚拟内存的概念。
物理内存就是零碎硬件提供的内存大小，是真正的内存，绝对于物理内存，在 linux 下还有一个虚拟内存的概念，虚拟内存就是为了满足物理内存的有余而提出的策略，它是利用磁盘空间虚构出的一块逻辑内存，用作虚拟内存的磁盘空间被称为替换空间（Swap Space）。
作为物理内存的扩大，linux 会在物理内存不足时，应用替换分区的虚拟内存，更具体的说，就是内核会将临时不必的内存块信息写到替换空间，这样以来，物理内存失去了开释，这块内存就能够用于其它目标，当须要用到原始的内容时，这些信息会被从新从替换空间读入物理内存。
Linux 的内存治理采取的是分页存取机制，为了保障物理内存能失去充沛的利用，内核会在适当的时候将物理内存中不常常应用的数据块主动替换到虚拟内存中，而将常常应用的信息保留到物理内存。
要深刻理解 linux 内存运行机制，须要晓得上面提到的几个方面：
Linux 零碎会不断的进行页面替换操作，以放弃尽可能多的闲暇物理内存，即便并没有什么事件须要内存，Linux 也会替换出临时不必的内存页面。这能够防止期待交换所需的工夫。
Linux 进行页面替换是有条件的，不是所有页面在不必时都替换到虚拟内存，linux 内核依据”最近最常常应用“算法，仅仅将一些不常常应用的页面文件替换到虚构 内存，有时咱们会看到这么一个景象：linux 物理内存还有很多，然而替换空间也应用了很多。其实，这并不奇怪，例如，一个占用很大内存的过程运行时，需 要消耗很多内存资源，此时就会有一些不罕用页面文件被替换到虚拟内存中，但起初这个占用很多内存资源的过程完结并开释了很多内存时，方才被替换进来的页面 文件并不会主动的替换进物理内存，除非有这个必要，那么此刻零碎物理内存就会闲暇很多，同时替换空间也在被应用，就呈现了方才所说的景象了。对于这点，不 用放心什么，只有晓得是怎么一回事就能够了。
替换空间的页面在应用时会首先被替换到物理内存，如果此时没有足够的物理内存来包容这些页 面，它们又会被马上替换进来，如此以来，虚拟内存中可能没有足够空间来存储这些替换页面，最终会导致 linux 呈现假死机、服务异样等问题，linux 虽 然能够在一段时间内自行复原，然而复原后的零碎曾经根本不可用了。
因而，正当布局和设计 Linux 内存的应用，是十分重要的.
在 Linux 操作系统中，当应用程序须要读取文件中的数据时，操作系统先调配一些内存，将数据从磁盘读入到这些内存中，而后再将数据分发给应用程序；当须要往文件中写 数据时，操作系统先分配内存接管用户数据，而后再将数据从内存写到磁盘上。然而，如果有大量数据须要从磁盘读取到内存或者由内存写入磁盘时，零碎的读写性 能就变得十分低下，因为无论是从磁盘读数据，还是写数据到磁盘，都是一个很耗费工夫和资源的过程，在这种状况下，Linux 引入了 buffers 和 cached 机制。
buffers 与 cached 都是内存操作，用来保留零碎已经关上过的文件以及文件属性信息，这样当操作系统须要读取某些文件时，会首先在 buffers 与 cached 内存区查找，如果找到，间接读出传送给应用程序，如果没有找到须要数据，才从磁盘读取，这就是操作系统的缓存机制，通过缓存，大大提高了操 作零碎的性能。但 buffers 与 cached 缓冲的内容却是不同的。
buffers 是用来缓冲块设施做的，它只记录文件系统的元数据（metadata）以及 tracking in-flight pages，而 cached 是用来给文件做缓冲。更艰深一点说：buffers 次要用来寄存目录外面有什么内容，文件的属性以及权限等等。而 cached 间接用来记忆咱们关上过的文件和程序。
为了验证咱们的论断是否正确，能够通过 vi 关上一个十分大的文件，看看 cached 的变动，而后再次 vi 这个文件，感觉一下两次关上的速度有何异同，是不是第二次关上的速度显著快于第一次呢？接着执行上面的命令：
find / -name .conf 看看 buffers 的值是否变动，而后反复执行 find 命令，看看两次显示速度有何不同。
二、linux 什么时候开始应用虚拟内存（swap)？
[root@wenwen ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness60下面这个 60 代表物理内存在应用 40% 的时候才会应用 swap（参考网络材料：当残余物理内存低于 40%（40=100-60）时，开始应用替换空间）swappiness= 0 的时候示意最大限度应用物理内存，而后才是 swap 空间，swappiness=100 的时候示意踊跃的应用 swap 分区，并且把内存上的数据及时的搬运到 swap 空间外面。
值越大示意越偏向于应用 swap。能够设为 0，这样做并不会禁止对 swap 的应用，只是最大限度地升高了应用 swap 的可能性。
通常状况下：swap 分区设置倡议是内存的两倍（内存小于等于 4G 时），如果内存大于 4G，swap 只有比内存大就行。另外尽量的将 swappiness 调低，这样零碎的性能会更好。
B. 批改 swappiness 参数
# 临时性批改：[root@wenwen ~]# sysctl vm.swappiness=10
vm.swappiness = 10
[root@wenwen ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness
10
#永久性批改：[root@wenwen ~]# vim /etc/sysctl.conf
退出参数：vm.swappiness = 35
而后在间接：[root@wenwen ~]# sysctl -p /etc/sysctl.conf
#查看是否失效：cat /proc/sys/vm/swappiness35立刻失效，重启也能够失效。
三、怎么开释内存？
个别零碎是不会主动开释内存的要害的配置文件 /proc/sys/vm/drop_caches。这个文件中记录了缓存开释的参数，默认值为 0，也就是不开释缓存。他的值能够为 0~3 之间的任意数字，代表着不同的含意：
- 0 – 不开释
- 1 – 开释页缓存
- 2 – 开释 dentries 和 inodes
- 3 – 开释所有缓存
实操：
很显著多进去很多闲暇的内存了吧
四、怎么开释 swap？
前提：首先要保障内存残余要大于等于 swap 使用量，否则会宕机！依据内存机制，swap 分区一旦开释，所有寄存在 swap 分区的文件都会转存到物理内存上。通常通过从新挂载 swap 分区实现开释 swap。
a. 查看以后 swap 分区挂载在哪？b. 关停这个分区 c. 查看状态：d. 查看 swap 分区是否关停，最上面一行显示全 e. 将 swap 挂载到 /dev/sda5 上 f. 查看挂载是否胜利