Linux上的free命令詳解

解釋一下linux上free命令的輸出。

下面是free的執行結果，一共有4行。為了方便說明，我們加上了列號。這樣可以把free的輸出看成乙個二維陣列fo(free output)。例如：

fo[2][1] = 999212

fo[3][2] = 305404

1 2 3 4 5 6 1 total used free shared buffers cached 2 mem: 999212 967476 31736 0 50668 223000 3 -/+ buffers/cache: 693808 305404

4 swap: 2048276 154524 1893752

free的輸出一共有四行，第四行為交換區的資訊，分別是交換的總量（total），使用量（used）和有多少空閒的交換區（free），這個比較清楚，不說太多。

free輸出地第二行和第三行是比較讓人迷惑的。這兩行都是說明記憶體使用情況的。第一列是總量（free），第二列是使用量（free），第三列是可用量（free）。第一行的輸出時從作業系統（os）來看的。也就是說，從os的角度來看，計算機上一共有:

999212kb（預設時free的單位為kb）物理記憶體，即fo[2][1]；

在這些物理記憶體中有967476kb（即fo[2][2]）被使用了；

還用31736kb（即fo[2][3]）是可用的；

這裡得到第乙個等式：

fo[2][1] = fo[2][2] + fo[2][3]

fo[2][4]表示被幾個程序共享的記憶體的，現在已經deprecated，其值總是0（當然在一些系統上也可能不是0，主要取決於free命令是怎麼實現的）。

fo[2][5]表示被os buffer住的記憶體。fo[2][6]表示被os cache的記憶體。在有些時候buffer和cache這兩個詞經常混用。不過在一些比較低層的軟體裡是要區分這兩個詞的，看老外的洋文:

a buffer is something that has yet to be "written" to disk.

a cache is something that has been "read" from the disk and stored for later use.

也就是說buffer是用於存放要輸出到disk（塊裝置）的資料的，而cache是存放從disk上讀出的資料。這二者是為了提高io效能的，並由os管理。

linux和其他成熟的作業系統（例如windows），為了提高io read的效能，總是要多cache一些資料，這也就是為什麼fo[2][6]（cached memory）比較大，而fo[2][3]比較小的原因。我們可以做乙個簡單的測試:

釋放掉被系統cache占用的資料；

echo 3 >/proc/sys/vm/drop_caches

讀乙個大檔案，並記錄時間；

關閉該檔案；

重讀這個大檔案，並記錄時間；

第二次讀應該比第一次快很多。原來我做過乙個berkeleydb的讀操作，大概要讀5g的檔案，幾千萬條記錄。在我的環境上，第二次讀比第一次大概可以快9倍左右。

free輸出的第二行是從乙個應用程式的角度看系統記憶體的使用情況。

對於fo[3][2]，即-buffers/cache，表示乙個應用程式認為系統被用掉多少記憶體；

對於fo[3][3]，即+buffers/cache，表示乙個應用程式認為系統還有多少記憶體；

因為被系統cache和buffer占用的記憶體可以被快速**，所以通常fo[3][3]比fo[2][3]會大很多。

這裡還用兩個等式：

fo[3][2] = fo[2][2] - fo[2][5] - fo[2][6]

fo[3][3] = fo[2][3] + fo[2][5] + fo[2][6]

這二者都不難理解。

free命令由procps.*.rpm提供（在redhat系列的os上）。free命令的所有輸出值都是從/proc/meminfo中讀出的。