Linux服務器系統下如何手工釋放內存

2024-09-05 23:00:52

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供稿：網友

很多讀者總是對于Linux的內存管理有疑問，本站之前一篇linux下的內存管理方式似乎也沒能清除大家的疑慮。而在新版核心中，似乎對這個問題提供了新的解決方法，特轉出來給大家參考一下。最后，還附上作者對這方法的意見，歡迎各位一同討論。

    當在Linux下頻繁存取文件后，物理內存會很快被用光，當程序結束后，內存不會被正常釋放，而是一直作為caching。這個問題，貌似有不少人在問，不過都沒有看到有什么很好解決的辦法。那么我來談談這個問題。

一、通常情況
先來說說free命令：

引用[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：

引用total 內存總數
used 已經使用的內存數
free 空閑的內存數
shared 多個進程共享的內存總額
buffers Buffer Cache和cached Page Cache 磁盤緩存的大小
-buffers/cache (已用)的內存數:used - buffers - cached
+buffers/cache(可用)的內存數:free + buffers + cached

可用的memory=free memory+buffers+cached

有了這個基礎后，可以得知，我現在used為163MB，free為86MB，buffer和cached分別為10MB，94MB。
那么我們來看看,如果我執行復制文件,內存會發生什么變化.

引用[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

在我命令執行結束后，used為244MB，free為4MB，buffers為8MB，cached為174MB，天吶，都被cached吃掉了。別緊張，這是為了提高文件讀取效率的做法。

為了提高磁盤存取效率，Linux做了一些精心的設計，除了對dentry進行緩存（用于VFS，加速文件路徑名到inode的轉換），還采取了兩種主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。前者針對磁盤塊的讀寫，后者針對文件inode的讀寫。這些Cache有效縮短了 I/O系統調用（比如read，write，getdents）的時間。

那么有人說過段時間，linux會自動釋放掉所用的內存。等待一段時間后，我們使用free再來試試，看看是否有釋放？

引用[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

似乎沒有任何變化。（實際情況下，內存的管理還與Swap有關）

那么我能否手動釋放掉這些內存呢？回答是可以的！

二、手動釋放緩存
/proc是一個虛擬文件系統，我們可以通過對它的讀寫操作做為與kernel實體間進行通信的一種手段。也就是說可以通過修改/proc中的文件，來對當前kernel的行為做出調整。那么我們可以通過調整/proc/sys/vm/drop_caches來釋放內存。操作如下：

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

首先，/proc/sys/vm/drop_caches的值，默認為0。

引用[root@server test]# sync

手動執行sync命令（描述：sync 命令運行 sync 子例程。如果必須停止系統，則運行sync 命令以確保文件系統的完整性。sync 命令將所有未寫的系統緩沖區寫到磁盤中，包含已修改的 i-node、已延遲的塊 I/O 和讀寫映射文件）

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

將/proc/sys/vm/drop_caches值設為3

引用[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

再來運行free命令，會發現現在的used為66MB，free為182MB，buffers為0MB，cached為11MB。那么有效的釋放了buffer和cache。

◎ 有關/proc/sys/vm/drop_caches的用法在下面進行了說明

引用/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; to
free 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、我的意見
上述文章就長期以來很多用戶對Linux內存管理方面的疑問，給出了一個比較“直觀”的回復，我更覺得有點像是核心開發小組的妥協。
對于是否需要使用這個值，或向用戶提及這個值，我是有保留意見的：

引用1、從man可以看到，這值從2.6.16以后的核心版本才提供，也就是老版的操作系統，如紅旗DC 5.0、RHEL 4.x之前的版本都沒有；
2、若對于系統內存是否夠用的觀察，我還是原意去看swap的使用率和si/so兩個值的大?。?br />
用戶常見的疑問是，為什么free這么小，是否關閉應用后內存沒有釋放？
但實際上，我們都知道這是因為Linux對內存的管理與Windows不同，free小并不是說內存不夠用了，應該看的是free的第二行最后一個值：

引用-/+ buffers/cache: 58 191

    這才是系統可用的內存大小。
    實際項目中告訴我們，如果因為是應用有像內存泄露、溢出的問題，從swap的使用情況是可以比較快速可以判斷的，但free上面反而比較難查看。
相反，如果在這個時候，我們告訴用戶，修改系統的一個值，“可以”釋放內存，free就大了。用戶會怎么想？不會覺得操作系統“有問題”嗎？
所以說，我覺得既然核心是可以快速清空buffer或cache，也不難做到（這從上面的操作中可以明顯看到），但核心并沒有這樣做（默認值是0），我們就不應該隨便去改變它。
一般情況下，應用在系統上穩定運行了，free值也會保持在一個穩定值的，雖然看上去可能比較小。
當發生內存不足、應用獲取不到可用內存、OOM錯誤等問題時，還是更應該去分析應用方面的原因，如用戶量太大導致內存不足、發生應用內存溢出等情況，否則，清空buffer，強制騰出free的大小，可能只是把問題給暫時屏蔽了。

    我覺得，排除內存不足的情況外，除非是在軟件開發階段，需要臨時清掉buffer，以判斷應用的內存使用情況；或應用已經不再提供支持，即使應用對內存的時候確實有問題，而且無法避免的情況下，才考慮定時清空buffer。（可惜，這樣的應用通常都是運行在老的操作系統版本上，上面的操作也解決不了）。而生產環境下的服務器可以不考慮手工釋放內存，這樣會帶來更多的問題。記住內存是拿來用的,不是拿來看的。不像windows, 無論你的真實物理內存有多少,他都要拿硬盤交換文件來讀。這也就是windows為什么常常提示虛擬空間不足的原因，你們想想多無聊，在內存還有大部分的時候，拿出一部分硬盤空間來充當內存。硬盤怎么會快過內存，所以我們看linux，只要不用swap的交換空間，就不用擔心自己的內存太少。如果常常swap用很多,可能你就要考慮加物理內存了，這也是linux看內存是否夠用的標準哦。當然這僅代表我個人意見，也歡迎大家來交流討論。

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