每天一个Linux命令(42)：free

free可以显示Linux系统中空闲的，已用的物理内存，swap内存，被内核使用的buffer等。

1. 命令格式

2. 命令功能

显示系统使用的和空闲的内存情况，包括物理内存、交互区内存(swap)和内核缓冲区内存。共享内存被忽略。

3. 命令参数

-b，以Byte为单位显示内存使用情况

-k，以KB为单位显示内存使用情况

-m，以MB为单位显示内存使用情况

-g，以GB为单位显示内存使用情况

-o，不显示缓冲区调节列

-s <间隔秒数>，持续观察内存使用状况

-t，显示内存总和列

-V，显示版本信息

4. 使用实例

例一：显示内存使用情况

命令：

free

free -g

free -m
           

# free
        total    used       free     shared    buffers     cached
Mem:                     
-/+ buffers/cache:      
Swap:            

# free -g
          total      used    free     shared    buffers     cached
Mem:                                                  
-/+ buffers/cache:         
Swap:                     

# free -m
          total      used    free     shared    buffers     cached
Mem:                                      
(-/+ buffers/cache):       
Swap:                  
           

• 说明

  total，总计物理内存的大小

  used，已使用多大

  free，可用有多少

  Shared，多个进程共享的内存总额

  Buffers/cached，磁盘缓存的大小

  (-/+ buffers/cached)，used:已使用多大；free:可用有多少

  Swap是交换分区的，也就是我们通常所说的虚拟内存

• 区别

  键入free命令，显示第一行mem的used/free，与第三行(-/+ buffers/cache) used/free的区别在于使用角度的不同。

  第一行是从系统的角度来看。因为对于系统，buffers/cached 都是属于被使用，所以它的可用内存是2098428KB，已用内存是30841684KB，其中包括系统内核使用的，用户使用的，buffers，cached，四者之和等于已用内存。

  第三行是从应用程序的角度来看。对于应用程序来说，buffers/cached 是可用的，因为buffer/cached是为了提高文件读取的性能，当应用程序需要用到内存时，buffer/cached会很快地被回收。所以，从应用程序的角度来说，可用内存=系统free memory+buffers+cached，如本机情况的可用内存为：18007156=2098428KB+4545340KB+11363424KB

• 内存什么时候会被交换，按什么方式交换

  当可用值小于额定值时，内存就会开始进行交换。使用命令

  cat /proc/meminfo

  查看内存额定值

# cat /proc/meminfo

MemTotal:      kB
MemFree:        kB
Buffers:        kB
Cached:        kB
SwapCached:     kB
Active:        kB
Inactive:       kB
HighTotal:            kB
HighFree:             kB
LowTotal:      kB
LowFree:        kB
SwapTotal:     kB
SwapFree:      kB
Dirty:              kB
Writeback:            kB
AnonPages:     kB
Mapped:           kB
Slab:            kB
PageTables:       kB
NFS_Unstable:         kB
Bounce:               kB
CommitLimit:   kB
Committed_AS:  kB
VmallocTotal:  kB
VmallocUsed:     kB
VmallocChunk:  kB
HugePages_Total:     HugePages_Free:      HugePages_Rsvd:      Hugepagesize:      kB
           

交换将通过三个途径来减少系统中使用的物理页面的个数：减少缓冲与页面cache的大小；将系统V类型的内存页面交换出去；换出或者丢弃页面(Application 占用的内存页，也就是物理内存不足）。

事实上，少量使用swap是不会影响系统性能的。

• buffers和cached都是缓存，两者有什么区别呢？

为了提高磁盘存取效率，Linux做了一些精心的设计，除了对dentry进行缓存(用于VFS，加速文件路径名到inode的转换)，还采取了两种主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。前者针对磁盘块的读写，后者针对文件inode的读写。这些Cache有效缩短了系统I/O调用(比如read，write，getdents)的时间。

磁盘的操作有逻辑级（文件系统）和物理级（磁盘块），这两种Cache就是分别缓存逻辑和物理级数据的。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，就把数据交给Buffer Cache，因为Buffer Cache就是缓存磁盘块的。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，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。

所以我们看linux，只要swap值不是很大，就不用担心自己的内存太少。如果swap用很多，那么你就要考虑加物理内存了，这也是linux系统查看内存是否够用的标准。

如果是应用服务器的话，一般只看第二行+buffers/cache，即对应用程序来说，如果free的内存太少了，也该考虑优化程序或加内存了。

例二：以总和的形式显示内存的使用信息

命令：

free -t

#  free -t 
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:                              
-/+ buffers/cache:      Swap:            Total:          
           

例三：周期性地查询内存使用信息

命令：

free -s 10

#  free -s 10
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:                              
-/+ buffers/cache:      Swap:            
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:                              
-/+ buffers/cache:      Swap:            
           

说明：每10s执行一次命令。