文章作者：Tyan
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1. free命令

Linux中檢視記憶體的命令為free，命令如下：

$ free -h
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            62G        4.9G        627M        520K         57G         57G
Swap:          4.0G        335M        3.7G

每一列的解釋如下：

• total：記憶體總數
• used：已經使用的記憶體數
• free：空閒的記憶體數
• shared：當前已經廢棄不用
• buffers Buffer：快取記憶體數
• cached Page：快取記憶體數

可以看出buff/cache佔用的記憶體份額很大，有時候程式執行結束後，大量記憶體仍位於buff/cache中，有時執行程式會導致記憶體不足，因此需要將這部分記憶體釋放出來。

2. Linux中的快取分類

要清理Linux中的cache，首先要明白buff和cache的區別(free中的buff/cache)，以及pagecache，dentries和inodes的區別。

• buff
  作為buffer cache的記憶體，是塊裝置的讀寫緩衝區

• cache
  作為page cache的記憶體，檔案系統的cache。Buffer cache是針對磁碟塊的快取，也就是在沒有檔案系統的情況下，直接對磁碟進行操作的資料會快取到buffer cache中。

• pagecache

頁面快取（pagecache）可以包含磁碟塊的任何記憶體對映。這可以是緩衝I/O，記憶體對映檔案，可執行檔案的分頁區域——作業系統可以從檔案儲存在記憶體中的任何內容。Page cache實際上是針對檔案系統的，是檔案的快取，在檔案層面上的資料會快取到page cache。

• dentries
  表示目錄的資料結構

• inodes
  表示檔案的資料結構

**總結：**cached是cpu與記憶體間的，buffer是記憶體與磁碟間的，都是為了解決速度不對等的問題。buffer是即將要被寫入磁碟的，而cache是被從磁碟中讀出來的。

快取（cached）是把讀取過的資料儲存起來，重新讀取時若命中（找到需要的資料）就不要去讀硬碟了，若沒有命中就讀硬碟。其中的資料會根據讀取頻率進行組織，把最頻繁讀取的內容放在最容易找到的位置，把不再讀的內容不斷往後排，直至從中刪除。

緩衝（buffers）是根據磁碟的讀寫設計的，把分散的寫操作集中進行，減少磁碟碎片和硬碟的反覆尋道，從而提高系統性能。linux有一個守護程序定期清空緩衝內容（即寫入磁碟），也可以通過sync命令手動清空緩衝。

3. 清理cache

/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.

/proc是一個虛擬檔案系統，我們可以通過對它的讀寫操作做為與kernel實體間進行通訊的一種手段。也就是說可以通過修改/proc中的檔案，來對當前kernel的行為做出調整。那麼我們可以通過調整/proc/sys/vm/drop_caches來釋放記憶體。/proc/sys/vm/drop_caches中的預設值為0，值為1時表示可以釋放pagecache快取，值為2時可以釋放pagecache和inode快取，值為3時可以釋放pagecache, dentries和inodes快取。當然在釋放記憶體之前需要執行sync命令。

sync && echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches
sync && echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches
sync && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

參考資料