手动释放linux内存cache和脚本定时释放

向右看齐 2022-06-11 08:43 335阅读 0赞

总有很多朋友对于[Linux][]的[内存][Link 1]管理有疑问，之前一篇[Linux][Linux 1]下的内存管理方式似乎也没能清除大家的疑虑。而在新版核心中，似乎对这个问题提供了新的解决方法，特转出来给大家参考一下。最后，还附上我对这方法的意见，欢迎各位一同讨论。

当在[linux][Linux 1]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：  
\# 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 (已用)的内存数:used - buffers - cached  
\+buffers/cache(可用)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。

\# cp -r /etc ~/test/  
\# 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？  
\# 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][Link 2]，我们可以通过对它的读写操作做为与[Kernel][]实体间进行[通信][Link 3]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：

\# cat /proc/sys/vm/drop\_caches  
0  
首先，/proc/sys/vm/drop\_caches的值，默认为0。

\# 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）

\# echo 3 > /proc/sys/vm/drop\_caches  
\# cat /proc/sys/vm/drop\_caches  
3  
将/proc/sys/vm/drop\_caches值设为3

\# 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;  
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：

*  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][Link 4]，如红旗DC 5.0、RHEL 4.x之前的版本都没有；
 *  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][Link 5]“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）。而生产环境下的[服务器][Link 6]可以不考虑手工释放内存，这样会带来更多的问题。记住内存是拿来用的，不是拿来看的。不像windows。

无论你的真实物理内存有多少，他都要拿硬盘交换文件来读。这也就是windows为什么常常提示虚拟空间不足的原因，你们想想多无聊，在内存还有大部分的时候，拿出一部分硬盘空间来充当内存。硬盘怎么会快过内存，所以我们看linux，只要不用swap的交换空间，就不用担心自己的内存太少。如果常常swap用很多,可能你就要考虑加物理内存了，这也是linux看内存是否够用的标准哦。当然这仅代表我个人意见，也欢迎大家来交流讨论。

**以上内容转载于考试大，下面是我写的一个内存释放的[脚本][Link 7]，分享给大家：**  
\# vim /root/satools/freemem.sh

#!/bin/bash
    
    used=`free -m | awk 'NR==2' | awk '{print $3}'`
    free=`free -m | awk 'NR==2' | awk '{print $4}'`
    
    echo "===========================" >> /var/log/mem.log
    date >> /var/log/mem.log
    echo "Memory usage | [Use：${used}MB][Free：${free}MB]" >> /var/log/mem.log
    
    if [ $free -le 100 ] ; then
                    sync && echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches
                    sync && echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches
                    sync && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
                    echo "OK" >> /var/log/mem.log
    else
                    echo "Not required" >> /var/log/mem.log

**将脚本添加到crond任务，定时执行。**  
\# echo "\*/30 \* \* \* \* root /root/satools/freemem.sh" >> /etc/crondtab

[Linux]: http://www.linuxde.net/
[Link 1]: http://www.linuxde.net/tag/%e5%86%85%e5%ad%98
[Linux 1]: http://lib.csdn.net/base/linux
[Cache]: http://www.linuxde.net/tag/cache
[SWAP]: http://www.linuxde.net/tag/swap
[buffer]: http://www.linuxde.net/tag/buffer
[Link 2]: http://www.linuxde.net/tag/%e6%96%87%e4%bb%b6%e7%b3%bb%e7%bb%9f
[Kernel]: http://www.linuxde.net/tag/kernel
[Link 3]: http://www.linuxde.net/tag/%e9%80%9a%e4%bf%a1
[Node]: http://www.linuxde.net/tag/node
[Link 4]: http://www.linuxde.net/tag/%e6%93%8d%e4%bd%9c%e7%b3%bb%e7%bb%9f
[Windows]: http://www.linuxde.net/tag/windows
[Link 5]: http://lib.csdn.net/base/operatingsystem
[Link 6]: http://www.linuxde.net/tag/%e6%9c%8d%e5%8a%a1%e5%99%a8
[Link 7]: http://www.linuxde.net/tag/%e8%84%9a%e6%9c%ac