Linux内存管理与监控

内存的监控

$ free
          total    used       free   shared buffers  cached
Mem:     16402432  16360492   41940    0    465404  12714880
-/+ buffers/cache:    3180208  13222224
Swap:    8193108    264      8192844

从内核的角度来查看内存的状态

16402432－16360492＝41940

从应用层的角度来看系统内存的使用状态

41940＋（465404＋12714880）＝13222224

对于应用程序来说，buffers/cached占有的内存是可用的，因为buffers/cached是为了提高文件读取的性能，当应用程序需要用到内存的时候，buffers/cached会很快地被回收，以供应用程序使用

手动释放缓存cache

释放page cache：

$ echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches

释放文件节点（inodes）缓存和目录项缓存（dentries），大部分缓存数据都是用的page cache

$ echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches

释放page cache、dentries和inodes缓存：

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

在手动释放内存前，需要使用sync指令，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。否则在释放缓存的过程中，可能会丢失未保存的文件。

工具dd

dd 命令：convert and copy a file
用法：
dd if=/PATH/FROM/SRC of=/PATH/TO/DEST bs=# count=#

• if=file 从所命名文件读取而不是从标准输入
• of=file 写到所命名的文件而不是到标准输出
• ibs=size 一次读size个byte
• obs=size 一次写size个byte
• bs=size block size, 指定块大小（既是是ibs也是obs)
• cbs=size 一次转化size个byte
• skip=blocks 从开头忽略blocks个ibs大小的块
• seek=blocks 从开头忽略blocks个obs大小的块
• count=n 复制n个bs
• conv=conversion[,conversion...] 用指定的参数转换文件
  转换参数:
  • ascii 转换 EBCDIC 为 ASCII
  • ebcdic 转换 ASCII 为 EBCDIC
  • lcase 把大写字符转换为小写字符
  • ucase 把小写字符转换为大写字符
  • nocreat 不创建输出文件
  • noerror 出错时不停止
  • notrunc 不截短输出文件
  • sync 把每个输入块填充到ibs个字节，不足部分用空(NUL)字符补齐
  • fdatasync 写完成前，物理写入输出文件

备份MBR
dd if=/dev/sda of=/tmp/mbr.bak bs=512 count=1
破坏MBR中的bootloader
dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=64 count=1 seek=446
有一个大与2K的二进制文件fileA。现在想从第64个字节位置开始读取，需要读取的大小是128Byts。又有fileB, 想把上面读取到的128Bytes写到第32个字节开始的位置，替换128Bytes，实现如下
dd if=fileA of=fileB bs=1 count=128 skip=63 seek=31 conv=notrunc

• 备份：
  dd if=/dev/sdx of=/dev/sdy
  将本地的/dev/sdx整盘备份到/dev/sdy
  dd if=/dev/sdx of=/path/to/image
  将/dev/sdx全盘数据备份到指定路径的image文件
  dd if=/dev/sdx | gzip >/path/to/image.gz
  备份/dev/sdx全盘数据，并利用gzip压缩，保存到指定路径
• 恢复：
  dd if=/path/to/image of=/dev/sdx
  将备份文件恢复到指定盘
  gzip -dc /path/to/image.gz | dd of=/dev/sdx
  将压缩的备份文件恢复到指定盘
• 拷贝内存资料到硬盘
  dd if=/dev/mem of=/root/mem.bin bs=1024
  将内存里的数据拷贝到root目录下的mem.bin文件
• 从光盘拷贝iso镜像
  dd if=/dev/cdrom of=/root/cd.iso
  拷贝光盘数据到root文件夹下，并保存为cd.iso文件
• 销毁磁盘数据
  dd if=/dev/urandom of=/dev/sda1
  利用随机的数据填充硬盘，在某些必要的场合可以用来销毁数据，执行此操作
  以后，/dev/sda1将无法挂载，创建和拷贝操作无法执行

创建swap交换空间

创建交换空间所需的交换文件是一个普通的文件，但是，创建交换文件与创建普通文件不同，必须通过dd命令来完成，同时这个文件必须位于本地硬盘上，不能在网络文件系统（NFS）上创建swap交换文件。例如：

$ dd if=/dev/zero of=/data/swapfile bs=1M count=1024
1024+0 records in
1024+0 records out

• if＝输入文件，或者设备名称。
• of＝输出文件或者设备名称。
• ibs=bytes 表示一次读入bytes 个字节(即一个块大小为 bytes 个字节)。
• obs=bytes 表示一次写bytes 个字节(即一个块大小为 bytes 个字节)。
• bs＝bytes，同时设置读写块的大小，以bytes为单位，此参数可代替 ibs 和 obs。
• count=blocks 仅拷贝blocks个块。

格式化文件

首先通过mkswap命令指定作为交换空间的设备或者文件：

mkswap /data/swapfile

通过swapon命令激活swap

swapon /data/swapfile

swap的优化

swappiness的值的大小对如何使用swap分区是有着很大的联系的。swappiness=0的时候表示最大限度使用物理内存，然后才是 swap空间，swappiness＝100的时候表示积极的使用swap分区，并且把内存上的数据及时的搬运到swap空间里面。linux的基本默认设置为60，具体如下：
cat /proc/sys/vm/swappiness
也就是说，你的内存在使用到100-60=40%的时候，就开始出现有交换分区的使用。
操作系统层面，要尽可能使用内存，对该参数进行调整。

临时

临时调整的方法如下，调成10：
sysctl vm.swappiness=10
或者
echo 10 > /proc/sys/vm/swappiness

永久

要想永久调整的话，需要将在/etc/sysctl.conf修改，加上：

cat /etc/sysctl.conf

vm.swappiness=10