Linux使用free命令buff/cache过高

在Linux系统中，我们经常用free命令来查看系统内存的使用状态。在一个RHEL6的系统上，free命令的显示内容大概是这样一个状态：

 

 

 

其实：buffers/cache占用的较多，说明系统中有进程曾经读写过文件，但是不要紧，这部分内存是当空闲来用的

Linux内核会在内存将要耗尽的时候，触发内存回收的工作，以便释放出内存给急需内存的进程使用。一般情况下，这个操作中主要的内存释放都来自于对buffer／cache的释放。尤其是被使用更多的cache空间。既然它主要用来做缓存，只是在内存够用的时候加快进程对文件的读写速度，那么在内存压力较大的情况下，当然有必要清空释放cache，作为free空间分给相关进程使用。所以一般情况下，我们认为buffer/cache空间可以被释放，这个理解是正确的。
但是这种清缓存的工作也并不是没有成本。理解cache是干什么的就可以明白清缓存必须保证cache中的数据跟对应文件中的数据一致，才能对cache进行释放。所以伴随着cache清除的行为的，一般都是系统IO飙高。因为内核要对比cache中的数据和对应硬盘文件上的数据是否一致，如果不一致需要写回，之后才能回收。
在系统中除了内存将被耗尽的时候可以清缓存以外，我们还可以使用下面这个文件来人工触发缓存清除的操作：

echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches:表示清除pagecache。
echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches:表示清除回收slab分配器中的对象（包括目录项缓存和inode缓存）。
　　　　　　　　slab分配器是内核中管理内存的一种机制，其中很多缓存数据实现都是用的pagecache。
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches:表示清除pagecache和slab分配器中的缓存对象。

　

echo N>/proc/sys/vm/drop_caches清理缓存

引言：在内核窗口—proc文件系统这篇笔记中，我们介绍了/proc主要体现进程及内核信息状态。与/proc下其它文件的“只读”属性不同的是，管理员可对/proc/sys子目录的许多文件内容进行修改，以更改内核的运行特性。写入操作一般类似于 echo DATA >/path/to/your/filename的格式进行。这里以echo N>/proc/sys/vm/drop_caches为例介绍说明。

 

一、问题现象：

echo N > /proc/sys/vm/drop_caches , 当N数值不同时，free –m存在差异

1.1、echo写入数值之前—free-m内容

首先查看/proc/sys/vm/drop_caches的默认值，以便可以修改回来

图1、/proc/sys/vm/drop_caches默认值

 

然后free-m查看此时内存使用情况，对于各字段含义，可以参考：linux free命令使用。

 

 

 

 图2、未更改数据时free -m内容

 

1.2、echo写入不同数据—free-m内容

执行echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches， 其中绿色框是标记发生改变的部分，由于buffers 和 cached数值变化，第一行free和used均发生变化。

图3、echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches

 

执行echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches， 其中绿色框是标记发生改变的部分，这次仅有buffers由0变为1，cached基本没有变化。

 

图4、echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches

 

执行echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches， 这次基本上，和写入2区别不大，没有什么变化。

图5、echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

二、现象解释：

  前面我们执行echo N > /proc/sys/vm/drop_caches，再free –m查看内存使用情况，输入不同的N值，free –m内存中缓存buffers会有差异，现在我们就是要解释/proc/sys/vm、drop_caches， 这个文件到底是什么？另外可以写入哪些数值，具体适用于什么场景。

2.1、内核文档说明

  查看linux内核文档，可以得到以下信息：

 

 

 图6、linux内核文档关于drop_caches的说明

 可以看出，/proc/sys是一个虚拟文件系统，我们可以通过对它的读写操作做为与kernel实体间进行通信的一种手段。也就是说可以通过修改/proc中的文件，来对当前kernel的行为做出调整。那么我们可以通过调整/proc/sys/vm/drop_caches来释放内存。其默认数值为0.

  向/proc/sys/vm/drop_caches中写入内容，会清理缓存。建议先执行sync（sync 命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）。执行echo 1、2、3 至 /proc/sys/vm/drop_caches, 达到不同的清理目的。

2.2、使用建议

  这里找到一份关于清理缓存的使用建议手工释放linux内存.

实际项目中告诉我们，如果因为是应用有像内存泄露、溢出的问题，从swap的使用情况是可以比较快速可以判断的，但free上面反而比较难查看。相反，如果在这个时候，我们告诉用户，修改系统的一个值，“可以”释放内存，free就大了。用户会怎么想？不会觉得操作系统“有问题”吗？所以说，我觉得既然核心是可以快速清空buffer或cache，也不难做到（这从上面的操作中可以明显看到），但核心并没有这样做（默认值是0），我们就不应该随便去改变它。

  一般情况下，应用在系统上稳定运行了，free值也会保持在一个稳定值的，虽然看上去可能比较小。当发生内存不足、应用获取不到可用内存、OOM错误等问题时，还是更应该去分析应用方面的原因，如用户量太大导致内存不足、发生应用内存溢出等情况，否则，清空buffer，强制腾出free的大小，可能只是把问题给暂时屏蔽了。

  我觉得，排除内存不足的情况外，除非是在软件开发阶段，需要临时清掉buffer，以判断应用的内存使用情况；或应用已经不再提供支持，即使应用对内存的时候确实有问题，而且无法避免的情况下，才考虑定时清空buffer。（可惜，这样的应用通常都是运行在老的操作系统版本上，上面的操作也解决不了）。

 

三、小结：

  与/proc下其它文件的“只读”属性不同的是，管理员可对/proc/sys子目录的许多文件内容进行修改，以更改内核的运行特性。写入操作一般类似于 echo DATA >/path/to/your/filename的格式进行。本篇文章以echo N>/proc/sys/vm/drop_caches为例，介绍了写入不同数值，清理缓存的作用。