Linux【9】-进程管理4-手工释放linux内存

当在Linux下频繁存取文件后,物理内存会很快被用光,当程序结束后,内存不会被正常释放,而是一直作为caching。这个问题,貌似有不少人在问,不过都没有看到有什么很好解决的办法。那么我来谈谈这个问题。

一、通常情况

先来说说free命令:

[root@server ~]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 249 163 86 0 10 94
-/+ buffers/cache: 58 191
Swap: 511 0 511

其中:
total 内存总数
used 已经使用的内存数
free 空闲的内存数
shared 多个进程共享的内存总额
buffers Buffer Cache和cached Page Cache 磁盘缓存的大小
-buffers/cache 的内存数:used – buffers – cached
+buffers/cache 的内存数:free + buffers + cached
可用的memory=free memory+buffers+cached。

有了这个基础后,可以得知,我现在used为163MB,free为86MB,buffer和cached分别为10MB,94MB。 那么我们来看看,如果我执行复制文件,内存会发生什么变化.

[root@server ~]# cp -r /etc ~/test/
[root@server ~]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 249 244 4 0 8 174
-/+ buffers/cache: 62 187
Swap: 511 0 511

在我命令执行结束后,used为244MB,free为4MB,buffers为8MB,cached为174MB,天呐,都被cached吃掉了。别紧张,这是为了提高文件读取效率的做法。

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 I/O系统调用(比如read,write,getdents)的时间。

那么有人说过段时间,linux会自动释放掉所用的内存。等待一段时间后,我们使用free再来试试,看看是否有释放?

[root@server test]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 249 244 5 0 8 174
-/+ buffers/cache: 61 188
Swap: 511 0 511
似乎没有任何变化。(实际情况下,内存的管理还与Swap有关)

那么我能否手动释放掉这些内存呢?回答是可以的!

二、手动释放缓存

/proc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。操作如下:

切换到管理员权限 su 密码:

我当时密码弄不清楚了,然后sudo pwd ,重新修改了一下密码结果就好了,这里面的原因木有搞清楚啊

[root@server test]# cat /proc/sys/vm/drop_caches
0

首先,/proc/sys/vm/drop_caches的值,默认为0。

[root@server test]# sync

手动执行sync命令(描述:sync 命令运行 sync 子例程。如果必须停止系统,则运行sync 命令以确保文件系统的完整性。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)。数据一般是先从硬盘调到内存来被CPU进行处理,sync是一个非常牛逼的命令,他可以将放在内存中暂时没有写入硬盘的数据写入到硬盘中,避免数据的丢失。在关机的时候默认的有这个命令,如果是不正常关机的话,开机后也需要多进行这么个几次命令,好避免运行过程中在内存的数据被调用出来。

[root@server test]# echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

如果上面报错: bash: echo: 写错误: 无效的参数
解决办法:echo 1 >/proc/sys/vm/drop_caches
其实就是讲数字换一下,一般不会报错,所以前面这步就可以没有

[root@server test]# cat /proc/sys/vm/drop_caches
3
将/proc/sys/vm/drop_caches值设为3
[root@server test]# free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 249 66 182 0 0 11
-/+ buffers/cache: 55 194
Swap: 511 0 511
再来运行free命令,会发现现在的used为66MB,free为182MB,buffers为0MB,cached为11MB。那么有效的释放了buffer和cache。

◎ 有关/proc/sys/vm/drop_caches的用法在下面进行了说明
/proc/sys/vm/drop_caches (since Linux 2.6.16)
Writing to this file causes the kernel to drop clean caches,dentries and inodes from memory, causing that memory to become free.

To free pagecache, use 
echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches;

tofree dentries and inodes, use 
echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches;

to free pagecache, dentries and inodes, use 
echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches.

Because this is a non-destructive operation and dirty objects are not freeable, the user should run sync first.

三、我的意见

上述文章就长期以来很多用户对Linux内存管理方面的疑问,给出了一个比较“直观”的回复,我更觉得有点像是核心开发小组的妥协。 对于是否需要使用这个值,或向用户提及这个值,我是有保留意见的:

  1. 从man可以看到,这值从2.6.16以后的核心版本才提供,也就是老版的操作系统,如红旗DC 5.0、RHEL 4.x之前的版本都没有;
  2. 若对于系统内存是否够用的观察,我还是原意去看swap的使用率和si/so两个值的大小; 用户常见的疑问是,为什么free这么小,是否关闭应用后内存没有释放?

但实际上,我们都知道这是因为Linux对内存的管理与Windows不同,free小并不是说内存不够用了,应该看的是free的第二行最后一个值:

-/+ buffers/cache: 58 191

这才是系统可用的内存大小。 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)。

参考资料:

http://www.linuxany.com/archives/814.html

个人公众号,比较懒,很少更新,可以在上面提问题,如果回复不及时,可发邮件给我: tiehan@sina.cn

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