Linux系统所使用的真实内存

红薯 发布于 2010/04/27 07:27
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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:  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

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douglarek
douglarek

顶下,是阿。。

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钛元素
钛元素

原来如此。

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zyceeo
zyceeo

版主什么时候自己开发个linux

我一定download

水牛叔叔
水牛叔叔
我一定参与
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JT_Wong
JT_Wong

支持。。顶。。

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G.
G.

引用来自#4楼“zyceeo”的帖子

版主什么时候自己开发个linux

我一定download

最近挖坟的人还挺带劲的.

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leonshei
leonshei

引用来自#4楼“zyceeo”的帖子

版主什么时候自己开发个linux

我一定download

 linux 内核代码都在那里, 研究了然后出 微内核 不是不可以啊。 也不是难事。

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suwenhao
suwenhao

可以考虑开发一个Linux也不是不可能的!只要能找到志同道合的人来做,相信不难实现!

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yexun
yexun

呵呵  楼上俩位可以考虑

红薯是否可以具体说说    在io问题上  如何采用page/buffer cache 来分析么

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clonne
clonne

如果开发OS,未必需要基于Linux,我也喜欢Linux,但是Linux最大的瓶颈就是和硬件的交互能力,而与硬件的交互能力是OS非常重要的一个部分。所以我认为,如果oschina.net开发OS,我觉得Linux/Unix那一套并不好,但是Unix的概念是非常好的,但是Unix的实现并不算好。

在Linux下软件的发布/安装真是噩梦,一大堆的依赖,各种配置,虽然功能强大,但是这种方式真的不好。

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自主创新
自主创新

补充下 

比较有用的参数

-b,-k,-m,-g show output in bytes, KB, MB, or GB


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