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聊聊 Linux 的内存统计( 二 )

Linux内存

RAM减去保留的以及内核代码占用的，系统启动后一般固定不变）

  • MemFree — 总的全局未使用内存大小
  • MemAvailable — 内核估计出来的全局可用内存大小，非精确值（MemFree不代表所有可用的内存，Cache/Buffer、Slab均有部分可以临时释放的内存要计算在内）
    • 用户进程的内存页分为两种：
    1. 与文件关联的内存页（File-backed Pages）, 比如程序文件、读取文件时数据对应的缓存页
    2. 与文件无关的匿名内存页（Anonymous Pages），比如进程的堆、栈等分配的内存
    所有Page Cache里的页面都是File-backed Pages，File-backed Pages在内存不足的时候可以直接写回对应的硬盘文件里，即Page-out 。而Anonymous Pages在内存不足时就只能写到硬盘上的交换区Swap里来释放内存，称之为Swap-out 。
    Anonymous Pages与用户进程共存，进程退出则Anonymous pages释放，而Page Cache即使在进程退出后还可以缓存 。
    下面是磁盘缓存相关的统计项：
    • Buffers — 块设备所占用的缓存页，比如磁盘文件系统的meta信息如SuperBlock等，直接读写块设备产生的缓存也统计在这里(例如dd命令)
    • Cached — 从磁盘读取的文件内容缓存（即Page cache）
    • SwapCached — Swap中包含的确定要被换出，但是尚未写入物理交换区的匿名内存页
    • SwapTotal — 可用的磁盘Swap总大小
    • SwapFree — 磁盘Swap的free大小
    • Dirty — 修改了等待写回磁盘的内存大小
    • Writeback — 正在写回磁盘的内存大小
    以下几项和内核的页面回收算法（Page Frame Reclaiming）相关，Page Cache和所有用户进程的内存（除内核栈和HugePages外）都在相关的LRU Lists上 。内核在 2.6 以前就引入了增强的LRU算法来解决朴素的LRU算法完全不考虑使用频率的问题 。具体的Active 链表和Inactive 链表的使用详情请参阅其他资料 。
    • Active — 最近使用的内存，回收的优先级低
    • Inactive — 最近较少使用的内存，回收的优先级高
    • Active (anon) — Active 链表中的匿名页（Anonymous Pages）部分
    • Inactive (anon) — Inactive 链表中的匿名页（Anonymous Pages）部分
    • Active (file) — Active 链表中的File-backed Pages部分
    • Inactive (file) — Inactive 链表中的File-backed Pages部分
    • Unevictable — 禁止换出的页，对应Unevictable 链表，其中包括VM_LOCKED的内存页、SHM_LOCK的共享内存页（也统计在Mlocked中）、和Ramfs等
    • Mlocked — mlock系统调用锁定的内存大小
    共享内存在 Linux 中细分的话可以分为以下几种：
    • SystemV Shared Memory — shmget
    • POSIX Shared Memory — shm_open
    • Shared Anonymous Memory — mmap(MAP_ANONYMOUS | MAP_SHARED)
    共享内存在内核中都是 基于tmpf机制实现 的 。因为基于文件系统所以就不能算是匿名页，不能计入AnonPages的统计项，而只能计入Cached和MApped统计项 。但是，tmpfs背后并没有真实的磁盘文件存在，如果想要被临时释放出来，只能通过Swap的方式，所以内存页被链接到了Inactive(anon)和Active(anon)里 。
    也就是说，共享内存的页面属于File-backed Pages，但是被放在Inactive(anon)和Active(anon)链表里，统计也不算在AnonPages里，而是算在Cached和Mapped里 。特别地，如果这些页被mlock的话，就放在Unevictable链里并计算在内 。所以从数值上看，Inactive(anon)项 +Active(anon)项 不等于AnonPages项，因为前者包括共享内存的部分 。Active(file)项 +Inactive(file)项 也不等于M


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