什么占用了 Linux 内存？缓存低、缓冲区低，不是虚拟机

Question 1

Linux 上的内存可能是一个难以诊断和理解的奇怪问题。

在正常运行时，大多数（如果不是全部）内存都会分配给一个或另一个任务。一些将分配给当前正在运行的前台进程。一些将存储从磁盘缓存的数据。一些将保存与在特定时刻未主动执行的进程相关的数据。

Linux 中的进程有自己的虚拟地址空间（输出中的 VIRT top）。它包含与进程相关的所有数据，可以视为进程的“大小”。但是，所有内存很少成为“真实”内存映射（输出中的 RES top）的积极组成部分。RES 或常驻内存是可在该时间点直接在 RAM 中访问的数据。此外还有共享内存 (SHR)。它可以在同一进程的多个实例之间共享。因此，进程使用的内存在任何一个时间点都是 RES 加 SHR，但如果有多个进程实例使用共享内存，则使用量为 RES 加 RES 加 RES ... 加 SHR。

那么 RES 和 VIRT 之间为什么会有区别呢？当然，如果一个进程有一块已分配的内存，那么它就是已分配的内存，不是吗？不是。内存以页面形式分配，页面可以是活动的，也可以是非活动的。活动页面是 RES 中的页面。非活动页面是“其余的”。它们可以被推到一边，因为它们目前未被访问。这意味着如果内存紧张，它们可以被交换到磁盘。但它们不会直接进入磁盘。首先，它们位于缓存中。您不想一直交换，因此在应用程序和交换空间之间有一个缓冲区。当交换器选择执行不同的进程并且不同的页面变为活动和非活动时，这些缓冲区会不断变化。所有这些都发生得太快了，普通人无法跟上。

最重要的是磁盘缓冲区。不活跃的内存不仅会进入缓存，而且当该缓存交换到磁盘时，它首先会进入磁盘缓冲区，排队等待写入。所以这是混合中的第二层缓存。这些磁盘缓冲区也被系统的其他部分用于一般的 IO 缓冲。所以它们也在不断变化。

top因此，您在等中看到的要么free是机器当前状态的即时快照，要么是一段时间内的汇总统计数据。当您读取数据时，它已经过时了。

任何一个进程都可以访问大量内存，但这样做很少是明智的。无论如何，它不可能一次访问所有内存，因此它当前未查看的内存将被移至缓存，除非它被明确标记为“锁定在核心中”。

因此，应用程序“使用”的内存量和它“拥有”的内存量是完全不同的两回事。应用程序的大部分数据空间实际上位于缓存中，而不是“核心”内存中，但由于缓存大部分时间都在 RAM 中，因此它可立即使用，只需“激活”即可成为“核心”内存。除非它已被交换到磁盘，否则它需要取消交换（如果它在缓冲区中，则可能很快）。

由于该机器的高速特性以及数字总是在变化的事实，这些数字甚至可能在计算过程中发生变化，因此从用户的角度来看，永远不可能准确地说出“这是正在使用的内存量”。 meminfo 是内核提供的时间快照，但由于是内核在执行，因此它不一定显示任何一个进程内存使用情况的真实状态，因为当时没有进程在积极执行 - 它是在进程之间。

正如我所说，这一切都非常令人困惑。

但归根结底，这真的不重要。重要的不是您有多少“空闲”内存，而是您使用了多少交换空间，以及访问交换空间的频率。是交换减慢了系统速度，而不是缺少内存（尽管缺少内存会导致过度交换）。如果您有大量已使用的内存，但没有使用任何（或很少）交换空间，则一切正常。空闲内存通常并不可取，而且通常纯粹是过渡性的，因为它用于一个目的，但尚未分配给另一个目的 - 例如，它是缓存内存，并且已交换到磁盘，但尚未用于其他任何用途，或者它是磁盘缓冲区，缓冲区已刷新到磁盘，但尚未有应用程序请求将其用于缓存。

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