Linux管理员手册(4)--内存管理

简介

内存管理是Linux系统管理中的一个重要方面。本文将介绍Linux内存管理的各个方面，包括物理内存、虚拟内存、交换空间管理等重要内容。同时，本文还将涉及一些常见的Linux内存管理工具和技巧。

物理内存管理

Linux中的内存管理遵循一种称为“分页”的技术。具体来说，物理内存被分成固定大小的块，称为“页框”。每个进程都会被分配一定数量的页框。

系统内存信息查看

我们可以使用free命令查看Linux系统的内存使用情况。它会显示可用内存、已用内存和交换空间的使用情况。

$ free -m
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:          7905       3030       4874        333        125       1131
-/+ buffers/cache:       1772       6133
Swap:         2047          0       2047

上面的输出中，我们可以看到系统有7905MB的物理内存，当前使用了3030MB，还剩下4874MB可用。此外，系统还使用了125MB的缓冲区和1131MB的缓存。注意，缓存和缓冲区的内存可以被进程重新利用，因此Linux内核的策略是尽可能地缓存数据。

进程内存信息查看

使用ps命令可以查看进程的内存使用情况。其中，VIRT表示进程使用的虚拟内存，RSS表示进程实际使用的物理内存（不包括合并后的页框），RES表示进程实际使用的物理内存（包括合并后的页框），SHR表示进程共享的内存。

$ ps -eo pid,cmd,vsize,rss,shres --sort -rss | head
    PID CMD                         VSZ   RSS   SHR
  13841 /usr/bin/chrome             8.4g  305m   65m
  13840 /usr/bin/chrome             8.3g  196m   53m
  10704 /usr/libexec/Xorg           2.1g  180m   97m
     17 kthread                     0     0     0
     20 kblockd/0                   0     0     0
     21 kworker/0:0H                0     0     0
     22 kworker/u4:0                0     0     0
     23 ksoftirqd/0                 0     0     0
     24 kworker/0:1                 0     0     0

内存管理工具

Linux提供了一些内存管理工具，可以用于查看和分析系统的内存使用情况。以下是其中的一些：

• top：类似于ps，但提供了实时更新的进程列表和内存使用情况。
• vmstat：可以提供系统内存和IO访问统计信息。
• sar：可以提供系统性能的历史记录，包括内存、CPU、磁盘和网络使用情况。
• atop：可以提供类似top的实时进程列表和系统统计信息。

虚拟内存管理

虚拟内存是指Linux系统使用硬盘来扩展内存的一种技术。当系统的物理内存不足时，它会将部分数据存储到硬盘上的交换空间中。

系统交换空间查看

我们可以使用swapon命令查看Linux系统当前的交换空间使用情况。

$ swapon -s
Filename                Type        Size    Used    Priority
/dev/dm-0                               partition   2097148 0   -2
/dev/dm-1                               partition   2097148 0   -3

上面的输出中，我们可以看到当前系统有两个交换空间分区：/dev/dm-0和/dev/dm-1。大小都为2097148KB，使用情况都为0KB。

进程交换空间查看

使用ps命令可以查看进程的交换空间使用情况。其中，SWAP表示进程在交换空间中使用的空间大小。

$ ps -eo pid,cmd,rss,swap --sort -rss | head
   PID CMD                          RSS    SWAP
 13841 /usr/bin/chrome             305m   2300k
 13840 /usr/bin/chrome             196m   3044k
 10704 /usr/libexec/Xorg           180m   6504k
  3646 /usr/sbin/mysqld            134m   8748k
  5045 /home/foo/bin/mydaemon      123m   7444k
 23847 /usr/bin/ssh-agent           20m   4040k
    17 kthread                       0      0k
    20 kblockd/0                     0      0k

例子说明

例子1：禁止交换空间

如果你需要禁用交换空间，可以使用以下命令：

$ sudo swapoff -a

这个命令会关闭交换空间分区，但不会删除分区。

例子2：清理缓存

如果你需要清空Linux系统中的缓存，可以使用以下命令：

$ sudo sync && sudo echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

这个命令会刷新所有文件系统的缓存，并在内核中释放所有缓存页。请注意，这个命令会暂停所有输入输出操作。因此，最好在系统空闲时间运行此命令。