Linux內存、Swap、Cache、Buffer詳細解析
1、通過free命令看Linux內存
- total：總內存大小。
- used：已經使用的內存大小（這里面包含cached和buffers和shared部分）。
- free：空閑的內存大小。
- shared：進程間共享內存（一般不會用，可以忽略）。
- buffers：內存中寫完的東西緩存起來，這樣快速響應請求，后面數據再定期刷到磁盤上。
- cached：內存中讀完緩存起來內容占的大小（這部分是為了下次查詢時快速返回）。
-/+ buffers/cache看做兩部分：
- -buffers/cache：正在使用的內存大小（注意不是used部分，因為buffers和cached并不是正在使用的，組織和人民需要是它們是可以釋放的），其值=used-buffers-cached。
- +buffers/cache：可用的內存大小（同理也不是free表示的部分），其值=free+buffers+cached。
Swap：硬盤上交換分區的使用大小。
設計的目的就是當上面提到的+buffers/cache表示的可用內存都已使用完，新的讀寫請求過來后，會把內存中的部分數據寫入磁盤，從而把磁盤的部分空間當做虛擬內存來使用。
2、Buffer和Cache介紹
Cache（緩存），為了調高CPU和內存之間數據交換而設計，Buffer（緩沖）為了提高內存和硬盤（或其他I/O設備的數據交換而設計）。
Cache主要是針對讀操作設計的，不過Cache概念可能容易混淆，我理解為CPU本身就有Cache，包括一級緩存、二級緩存、三級緩存，我們知道CPU所有的指令操作對接的都是內存，而CPU的處理能力遠高于內存速度，所以為了不讓CPU資源閑置，Intel等公司在CPU內部集成了一些Cache，但畢竟不能放太多電路在里面，所以這部分Cache并不是很大，主要是用來存放一些常用的指令和常用數據，真正大部分Cache的數據應該是占用內存的空間來緩存請求過的數據，即上面的Cached部分（這部分純屬個人理解，正確與否有待考證）。
Buffer主要是針對寫操作設計的，更細的說是針對內存和硬盤之間的寫操作來設計的，目的是將寫的操作集中起來進行，減少磁盤碎片和硬盤反復尋址過程，提高性能。
在Linux系統內部有一個守護進程會定期清空Buffer中的內容，將其寫入硬盤內，當手動執行sync命令時也會觸發上述操作。
3、常見癥狀
癥狀一：在Linux中頻繁存取文件，物理內存很快用光，而cached一直在增長。
解釋：Linux會對每次請求過的數據緩存在cache里，好處就是CPU的處理速度遠遠高于內存，所以在CPU和內存通訊的時候可以快速從cache中命中結果返回。
癥狀二：Swap被占用。
解釋：內存可能不夠了，才會占Swap，所以Swap可以作為服務器監控的一項指標，引起注意。
4、手動清理Swap和buffers/cache
(1) 清理Swap
- swapoff -a && swapon -a
操作說明：如果已經使用了Swap，且當前清空下+buffers/cache還有空間，在執行 swapoff -a操作時，會觸發把Swap中的內容交換到內存中，數據不會丟失。
(2) 清理buffers/cache:
- sync; sync; sync;&& echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches
- sleep 2
- echo 0 > /proc/sys/vm/drop_caches
操作說明：
- sync-->將緩存的內從寫回到硬盤中；
- echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches-->修改drop_caches的值為3，默認為0，改為3系統會清理緩存的內容；
- sleep 2 --> 等一下，防止上一步沒執行完；
- echo 0 >/proc/sys/vm/drop_caches --> 改回默認值
5、總結
通過上面的分析可以知道，當空閑物理內存不多時，不一定表示系統運行狀態很差，因為內存的cache及buffer部分可以隨時被重用，在某種意義上，這兩部分內存也可以看作是額外的空閑內存。
swap如果被頻繁調用，bi，bo長時間不為0，則才是內存資源是否緊張的依據。通過free看資源時，實際主要關注-/+ buffers/cache的值就可以知道內存到底夠不夠了。
