[用户态内存] 共享内存1---tmpfs和ramfs

素颜马尾好姑娘i 2023-01-19 07:18 9阅读 0赞

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*  1.ramfs
 *  2.tmpfs
 *  3 ramfs和tmpfs性能对比和异同

# 1.ramfs #

ramfs是Linux下一种基于RAM做存储的文件系统，由于ramfs的实现就相当于把RAM作为最后一层的存储，所以在ramfs中不会使用swap。linux os看ramfs就像看普通硬盘一样，所以ramfs有一个较大缺陷就是它会吃光os的内存，哪怕你在mount时已经指定了该ramfs的大小。由于上述缺陷，ramfs只能root用户访问。

ramfs创建

mkdir -p /dev/myRamFs
    mount -t ramfs none /dev/myRamFs

或

mkdir -p /myRamFs
    #大小限制无效
    mount -t ramfs none /myRamFs -o maxsize=10000

# 2.tmpfs #

tmpfs是一个将所有文件保存在虚拟内存中的一个临时文件系统。tmpfs中的所有内容都是临时的，因为tmpfs储存依托并不是硬盘而是内存。如果我们umount一个tmpfs实例，那么存储在其中的所有内容将丢失。（tmpfs puts everything into the kernel internal caches）

因为tmpfs存储的内容都是通过VM(Virtual Memory）管理的，所以tmpfs的文件存储介质包括真实的物理内存和swap磁盘，但在swap中的读写速度相对于物理内存要慢很多。由上可知tmpfs的最大存储空间为系统物理内存空间+swap空间，但是tmpfs本身并不知道实际使用的空间是物理内存还是swap磁盘空间。

tmpfs有最大容量限制，但是我们也可以通过"mount -o remount …"命令对tmpfs的容量大小进行调整。

如果要比较tmpfs和ramfs的区别，那就是ramfs不会使用swap，另外ramfs创建后没有容量大小的限制，存在耗尽内存的风险。

另外一类与tmpfs相似的东西是RAM disk（/dev/ram\*）,它是将内存中一块固定大小的区域用来模拟一块硬盘。在使用RAM disk前，你必须在它上面创建一个ordinary filesystem 。Ram disk不能使用swap空间，也不能动态调整它的空间大小。

因为tmpfs中所有的内容存储在page cache或swap空间中，因此tmpfs在cat /proc/meminfo命令中显示为"Shmem",而在free命令中显示为"Shared"。需要注意的是上面命令的计算方式包括了shared memory（shmen，see ipcs（1））。因此获取他们最可靠的方式是通过df和du命令。

tmpfs有下列用法:

1.  tmpfs总会存在一些用户态根本看不到内核内部挂载，这些用于共享匿名映射和SYSV共享内存。并且这种tmfs的mount是不依赖 CONFIG\_TMPFS 内核配置的，也就是如果没有配置CONFIG\_TMPFS ，用户态是不能构建tmpfs的，但内核态中该机制是存在的。
2.  glibc2.2及以上版本期望tmpfs被挂载到/dev/shm上，用于POSIX共享内存（shm\_open,shm\_unlink).若想linux os启动默认tmpfs挂载到/dev/shm，需要添加下列内容到文件/etc/fstab中的某一行中:
    
        tmpfs	/dev/shm	tmpfs	defaults	0 0
    
    当然我们也可以在shell终端自定义创建tmfs文件目录:
    
        mkdir /dev/myshm
        mount -t tmpfs -o size=1024M tmpfs /dev/myshm
        #resize大小
        mount -size=64M -o remount /dev/myshm
        #查看相关信息
        df -lh

# 3 ramfs和tmpfs性能对比和异同 #

同等环境条件下tmpfs在性能方面优于ramfs。因为ramfs是将内存作为虚拟文件系统的底层存储介质，那么当一个进程使用ramfs时处理数据时会有这样一条数据处理路径:

RAMFS -> PAGE CACHE -> 进程

对于tmpfs,因为采用虚拟内存实现的，则tmpfs被认为没有后备设备(backing store)。那么当一个进程使用tmpfs时处理数据时会有这样一条数据处理路径:

TMPFS -> 进程 （tmpfs充当page cache的作用）

通过以上的设计，tmpfs相较于ramfs就少了一次page cache到RAM的数据拷贝，虽然内存间的数据拷贝很快，但这些操作也会增加ramfs的时耗。因此在性能上tmpfs优于ramfs。

ramfs与tmpfs的异同

1.  ramfs空间不会被限制，会因为数据的不断写入而自动增长空间，直到内存耗尽；而tmpfs在mount时可以限制空间大小，不会自动增长（但可以通过"mount -o remount …"）。
2.  ramfs不会用swap，tmpfs会用swap
3.  ramfs和tmpfs都用于提升性能，但tmpfs性能更佳

**参考：**

[https://www.cnblogs.com/milton/p/11541260.html][https_www.cnblogs.com_milton_p_11541260.html]

[https_www.cnblogs.com_milton_p_11541260.html]: https://www.cnblogs.com/milton/p/11541260.html