LINUX系統(tǒng)的內存管理知識詳解

內存是Linux內核所管理的最重要的資源之一。內存管理系統(tǒng)是操作系統(tǒng)中最為重要的部分，因為系統(tǒng)的物理內存總是少于系統(tǒng)所需要的內存數(shù)量。虛擬內存就是為了克服這個矛盾而采用的策略。系統(tǒng)的虛擬內存通過在各個進程之間共享內存而使系統(tǒng)看起來有多于實際內存的內存容量。Linux支持虛擬內存, 就是使用磁盤作為RAM的擴展，使可用內存相應地有效擴大。核心把當前不用的內存塊存到硬盤，騰出內存給其他目的。當原來的內容又要使用時，再讀回內存。以下就是我為大家整理到的詳細LINUX系統(tǒng)內存管理的知識，歡迎大家閱讀!!!

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LINUX系統(tǒng)教程：內存管理的知識詳解

一、內存使用情況監(jiān)測

(1)實時監(jiān)控內存使用情況

在命令行使用“Free”命令可以監(jiān)控內存使用情況

代碼如下:

#free

total used free shared buffers cached

Mem: 256024 192284 63740 0 10676 101004

-/+ buffers/cache: 80604 175420

Swap: 522072 0 522072

上面給出了一個256兆的RAM和512兆交換空間的系統(tǒng)情況。第三行輸出(Mem:)顯示物理內存。total列不顯示核心使用的物理內存(通常大約1MB)。used列顯示被使用的內存總額(第二行不計緩沖)。 free列顯示全部沒使用的內存。Shared列顯示多個進程共享的內存總額。Buffers列顯示磁盤緩存的當前大小。第五行(Swap:)對對換空間，顯示的信息類似上面。如果這行為全0，那么沒使用對換空間。在缺省的狀態(tài)下，free命令以千字節(jié)(也就是1024字節(jié)為單位)來顯示內存使用情況。可以使用—h參數(shù)以字節(jié)為單位顯示內存使用情況，或者可以使用—m參數(shù)以兆字節(jié)為單位顯示內存使用情況。還可以通過—s參數(shù)使用命令來不間斷地監(jiān)視內存使用情況：

#free –b –s2

這個命令將會在終端窗口中連續(xù)不斷地報告內存的使用情況，每2秒鐘更新一次。

(2)組合watch與 free命令用來實時監(jiān)控內存使用情況：

代碼如下:

#watch -n 2 -d free

Every 2.0s: free Fri Jul 6 06:06:12 2007

total used free shared buffers cached

Mem: 233356 218616 14740 0 5560 64784

-/+ buffers/cache: 148272 85084

Swap: 622584 6656 615928

watch命令會每兩秒執(zhí)行 free一次，執(zhí)行前會清除屏幕，在同樣位置顯示數(shù)據(jù)。因為 watch命令不會卷動屏幕，所以適合出長時間的監(jiān)測內存使用率。可以使用 -n選項，控制執(zhí)行的頻率;也可以利用 -d選項，讓命令將每次不同的地方顯示出來。Watch命令會一直執(zhí)行，直到您按下 [Ctrl]-[C] 為止。

二、虛擬內存的概念

(1)Linux虛擬內存實現(xiàn)機制

Linux虛擬內存的實現(xiàn)需要六種機制的支持：地址映射機制、內存分配回收機制、緩存和刷新機制、請求頁機制、交換機制、內存共享機制。

首先內存管理程序通過映射機制把用戶程序的邏輯地址映射到物理地址，在用戶程序運行時如果發(fā)現(xiàn)程序中要用的虛地址沒有對應的物理內存時，就發(fā)出了請求頁要求;如果有空閑的內存可供分配，就請求分配內存(于是用到了內存的分配和回收)，并把正在使用的物理頁記錄在緩存中(使用了緩存機制)。 如果沒有足夠的內存可供分配，那么就調用交換機制，騰出一部分內存。另外在地址映射中要通過TLB(翻譯后援存儲器)來尋找物理頁;交換機制中也要用到交換緩存，并且把物理頁內容交換到交換文件中后也要修改頁表來映射文件地址。

(2)虛擬內存容量設定

也許有人告訴你，應該分配2倍于物理內存的虛擬內存，但這是個不固定的規(guī)律。如果你的物理保存比較小，可以這樣設定。如果你有1G物理內存或更多的話，可以縮小一下虛擬內存。Linux會把大量的內存用做Cache的,但在資源緊張時回收回.。你只要看到swap為0或者很小就可以放心了,因為內存放著不用才是最大的浪費。

三、使甩vmstat命令監(jiān)視虛擬內存使用情況

vmstat是Virtual Meomory Statistics(虛擬內存統(tǒng)計)的縮寫，可對操作系統(tǒng)的虛擬內存、進程、CPU活動進行監(jiān)視。它是對系統(tǒng)的整體情況進行統(tǒng)計，不足之處是無法對某個進程進行深入分析。通常使用vmstat 5 5(表示在5秒時間內進行5次采樣)命令測試。將得到一個數(shù)據(jù)匯總它可以反映真正的系統(tǒng)情況。

代碼如下:

#vmstat 5 5

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- ----cpu----

r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa

1 0 62792 3460 9116 88092 6 30 189 89 1061 569 17 28 54 2

0 0 62792 3400 9124 88092 0 0 0 14 884 434 4 14 81 0

0 0 62792 3400 9132 88092 0 0 0 14 877 424 4 15 81 0

1 0 62792 3400 9140 88092 0 0 0 14 868 418 6 20 74 0

1 0 62792 3400 9148 88092 0 0 0 15 847 400 9 25 67 0

vmstat命令輸出分成六個部分：

(1)進程procs：

r：在運行隊列中等待的進程數(shù) 。

b：在等待io的進程數(shù) 。

(2)內存memoy：

swpd：現(xiàn)時可用的交換內存(單位KB)。

free：空閑的內存(單位KB)。

buff: 緩沖去中的內存數(shù)(單位：KB)。

cache：被用來做為高速緩存的內存數(shù)(單位：KB)。

(3) swap交換頁面

si: 從磁盤交換到內存的交換頁數(shù)量，單位：KB/秒。

so: 從內存交換到磁盤的交換頁數(shù)量，單位：KB/秒。

(4) io塊設備:

bi: 發(fā)送到塊設備的塊數(shù)，單位：塊/秒。

bo: 從塊設備接收到的塊數(shù)，單位：塊/秒。

(5)system系統(tǒng)：

in: 每秒的中斷數(shù)，包括時鐘中斷。

cs: 每秒的環(huán)境(上下文)切換次數(shù)。

(6)cpu中央處理器：

cs：用戶進程使用的時間 。以百分比表示。

sy：系統(tǒng)進程使用的時間。 以百分比表示。

id：中央處理器的空閑時間 。以百分比表示。

如果 r經(jīng)常大于 4 ，且id經(jīng)常小于40，表示中央處理器的負荷很重。 如果bi，bo 長期不等于0，表示物理內存容量太小。

四、Linux 服務器的內存泄露和回收內存的方法

1、內存泄漏的定義：

一般我們常說的內存泄漏是指堆內存的泄漏。堆內存是指程序從堆中分配的，大小任意的(內存塊的大小可以在程序運行期決定)，使用完后必須顯示釋放的內存。應用程序一般使用malloc，realloc，new等函數(shù)從堆中分配到一塊內存，使用完后，程序必須負責相應的調用free或釋放該內存塊，否則，這塊內存就不能被再次使用，我們就說這塊內存泄漏了。

2、內存泄露的危害

從用戶使用程序的角度來看，內存泄漏本身不會產(chǎn)生什么危害，作為一般的用戶，根本感覺不到內存泄漏的存在。真正有危害的`是內存泄漏的堆積，這會最終消耗盡系統(tǒng)所有的內存。從這個角度來說，一次性內存泄漏并沒有什么危害，因為它不會堆積，而隱式內存泄漏危害性則非常大，因為較之于常發(fā)性和偶發(fā)性內存泄漏它更難被檢測到。存在內存泄漏問題的程序除了會占用更多的內存外，還會使程序的性能急劇下降。對于服務器而言，如果出現(xiàn)這種情況，即使系統(tǒng)不崩潰，也會嚴重影響使用。

3、內存泄露的檢測和回收

對于內存溢出之類的麻煩可能大家在編寫指針比較多的復雜的程序的時候就會遇到。在 Linux 或者 unix 下，C、C++語言是最使用工具。但是我們的 C++ 程序缺乏相應的手段來檢測內存信息，而只能使用 top 指令觀察進程的動態(tài)內存總額。而且程序退出時，我們無法獲知任何內存泄漏信息。

使用kill命令

使用Linux命令回收內存，我們可以使用Ps、Kill兩個命令檢測內存使用情況和進行回收。在使用超級用戶權限時使用命令“Ps”，它會列出所有正在運行的程序名稱，和對應的進程號(PID)。Kill命令的工作原理是：向Linux操作系統(tǒng)的內核送出一個系統(tǒng)操作信號和程序的進程號(PID)。

應用例子：

為了高效率回收內存可以使用命令ps 參數(shù)v：

代碼如下:

[root@www ~]# ps v

PID TTY STAT TIME MAJFL TRS DRS RSS %MEM COMMAND

2542 tty1 Ss+ 0:00 0 8 1627 428 0.1 /sbin/mingetty tty1

2543 tty2 Ss+ 0:00 0 8 1631 428 0.1 /sbin/mingetty tty2

2547 tty3 Ss+ 0:00 0 8 1631 432 0.1 /sbin/mingetty tty3

2548 tty4 Ss+ 0:00 0 8 1627 428 0.1 /sbin/mingetty tty4

2574 tty5 Ss+ 0:00 0 8 1631 432 0.1 /sbin/mingetty tty5

2587 tty6 Ss+ 0:00 0 8 1627 424 0.1 /sbin/mingetty tty6

2657 tty7 Ss+ 1:18 12 1710 29981 7040 3.0 /usr/bin/Xorg :0 -br -a

2670 pts/2 Ss 0:01 2 682 6213 1496 0.6 -bash

3008 pts/4 Ss 0:00 2 682 6221 1472 0.6 /bin/bash

3029 pts/4 S+ 0:00 2 32 1783 548 0.2 ping 192.168.1.12

3030 pts/2 R+ 0:00 2 73 5134 768 0.3 ps v

然后如果想回收Ping命令的內存的話，使用命令：

代碼如下:

# Kill -9 3029

使用工具軟件

Memprof是一個非常具有吸引力且非常易于使用的軟件，它由Red Hat的Owen Talyor創(chuàng)立。這個工具是用于GNOME前端的Boehm-Demers-Weiser垃圾回收器。這個工具直接就可以執(zhí)行，并且其工作起來無需對源代碼進行任何修改。在程序執(zhí)行時，這個工具會以圖形化的方式顯示內存的使用情況。

相關介紹：Linux

嚴格來講，Linux這個詞本身只表示Linux內核，但人們已經(jīng)習慣了用Linux來形容整個基于Linux內核，并且使用GNU 工程各種工具和數(shù)據(jù)庫的操作系統(tǒng)。

Linux擁有以下特性：類似于Unix的基本思想，支持完全免費與自由傳播，完全兼容POSIX1.0標準，支持多用戶、多任務、有著良好的界面、支持多種平臺。Linux 能運行主要的UNIX工具軟件、應用程序和網(wǎng)絡協(xié)議。它支持32位和64位硬件。Linux繼承了Unix以網(wǎng)絡為核心的設計思想，是一個性能穩(wěn)定的多用戶網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。

Linux有著許多不同的版本，但它們都使用了Linux內核。Linux可安裝在各種計算機硬件設備中，比如手機、平板電腦、路由器、視頻游戲控制臺、臺式計算機、大型機和超級計算機。

linux清理內存緩存命令

看緩存的命令

free -m

清理緩存的命令　

　 echo 1 /proc/sys/vm/drop_caches

echo 2 /proc/sys/vm/drop_caches

echo 3 /proc/sys/vm/drop_caches

echo 0 是不釋放緩存

echo 1 是釋放頁緩存 《Linux就該這么學》

ehco 2 是釋放dentries和inodes緩存

echo 3 是釋放 1 和 2 中說道的的所有緩存

正確理解linux運行內存過高的問題以及free命令

周末閑來無事，查看了一下服務器的運行狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)通過監(jiān)控頁面可以看到，服務器的運行內存一直占用在98%左右，難道服務器出現(xiàn)什么問題了？？？

后來通過了解到，linux系統(tǒng)和平時使用的windwos系統(tǒng)內存運行機制不同。

windows系統(tǒng)的內存是程序運行過程中需要使用才會用到，不用時空閑著。所以當內存使用率過高時，需要檢查是否超負載運行。解決方法是停止掉一些進程。

linux系統(tǒng)中，是進程優(yōu)先使用內存，而不是磁盤。這樣會加快讀取速度。當有新的進程啟動時，再從內存中開辟出一定空間，為新的進程所用。即使進程退出，也不會立刻從內存中清理掉，這樣可以加快下次啟動進程的速度。所以內存一直是使用率很高的。這是linux系統(tǒng)的獨特之處，初使用linux系統(tǒng)的同學需要轉換一些思維。不用為linux的內存使用率高而擔心。

在圖1中，第三行反映出真實內存使用率為12.5%

再介紹一個linux查看內存的命令， free

free命令可以顯示當前系統(tǒng)為使用和以使用的內存情況，還可以顯示被內存使用的內存緩沖區(qū)。

free命令默認以K單位來顯示內存使用情況

Mem行顯示數(shù)據(jù)

total：總內存大小

used：已使用內存大小

free:當前空閑內存大小

shared：多個進程共享的內存總額

buffers/cached：緩存內存數(shù)據(jù)

-/+ buffers/cache行數(shù)據(jù)顯示

這一行的數(shù)據(jù)代表應用內存使用情況，可理解為真實內存使用情況。如圖1中第三行數(shù)據(jù)。

used：當前（真實）使用內存總數(shù)

free：當前（真實）空閑內存總數(shù)

-/+ buffers/cache:? ? 1025604? ? 7165460可理解為當前已經(jīng)使用的內存為1/8,計算公式used/(used+free)。也就是12.6%左右。

Swap代表交換分區(qū)，不做過多詳解

free常用參數(shù)：

free -b? ? ??#以Byte為單位顯示內存使用情況

free -k? ? ? #以KB為單位顯示內存使用情況，也是默認參數(shù)

free -m? ? ? #以MB為單位顯示內存使用情況

free -g? ? ? #以GB為單位顯示內存使用情況

free -o? ? ? #不顯示應用（真實）內存使用情況列，不推薦

free -s數(shù)字 #間隔數(shù)字秒數(shù)刷新顯示內存使用情況

free -t? ? ? #顯示內存總和列

free -V? ? ?#顯示當前版本

Linux系統(tǒng)運維實用常用命令

摘要：Linux系統(tǒng)的架構基礎就是文件，就是系統(tǒng)中的所有都歸結為一個個文件，包括命令、硬件和軟件設備、操作系統(tǒng)、進程等等對于操作系統(tǒng)內核而言，都被視為擁有各自特性或類型的一個個的文件。

1、系統(tǒng)管理

（1）、日期管理： date

顯示系統(tǒng)的當前時間和日期：timedatectl

（2）、顯示用戶： logname

（3）、切換賬戶： su

（4）、查看當前賬號的ID等詳細信息： id

（5）、查看服務器上運行的程序占用資源的情況： top

（6）、顯示當前進程的狀態(tài)信息： ps

（7）、刪除執(zhí)行中的程序或工作： kill

（8）、關機重啟指令： shutdown

關機指令：shutdown –h now

重啟指令：shutdown –r

（9）、清除屏幕信息： clear

（10）、退出終端： exit

2、目錄文件管理

（1）、列出目錄的指令： ls

（2）、切換目錄的指令： cd

（3）、顯示當前目錄的指令： pwd

（4）、創(chuàng)建目錄的指令： mkdir

（5）、刪除空目錄的指令： rmdir

（6）、復制目錄或者文件的指令： cp

（7）、移動目錄或者文件的指令： mv

（8）、移除目錄或者文件的指令： rm

（9）、變更文件或目錄的所屬群組的指令： chgrp

比如將原本屬于user組的目錄abc變更為root組：chgrp –v root abc

（10）、更改文件的屬主和屬組的指令： chown

比如將原本屬于user用戶的文件test變更為root用戶：chown root test

（11）、更文件或目錄的權限的指令： chmod

比如將文件test123.txt權限變更為讀寫和執(zhí)行的指令：chmod –R 777 test23.txt

3、磁盤CPU內存管理

（1）、查看整體磁盤空間占用情況的指令： df –h

（2）、查看磁盤分區(qū)及文件系統(tǒng)的指令： df –T

（3）、查看cpu信息的指令： cat /proc/cpuinfo

（4）、查看內存信息的指令： cat /proc/meminfo

（5）、查看剩余內存的指令： free -m

網(wǎng)站題目：linux內存清理命令,windows內存清理命令
路徑分享：http://www.chinadenli.net/article40/heojho.html

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