Linux监控命令详解

vmstat命令是最常见的Linux/Unix监控工具，可以展现给定时间间隔的服务器的状态值,包括服务器的CPU使用率，内存使用，虚拟内存交换情况,IO读写情况。这个命令是我查看Linux/Unix最喜爱的命令，一个是Linux/Unix都支持，二是相比top，我可以看到整个机器的CPU,内存,IO的使用情况，而不是单单看到各个进程的CPU使用率和内存使用率(使用场景不一样)。

一般vmstat工具的使用是通过两个数字参数来完成的，第一个参数是采样的时间间隔数，单位是秒，第二个参数是采样的次数，如:

root@ubuntu:~# vmstat  
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo      cs us sy id wa

2表示每个两秒采集一次服务器状态，1表示只采集一次。

实际上，在应用过程中，我们会在一段时间内一直监控，不想监控直接结束vmstat就行了,例如:

root@ubuntu:~# vmstat   
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ----cpu----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo      cs us sy id wa

这表示vmstat每2秒采集数据，一直采集，直到我结束程序，这里采集了5次数据我就结束了程序。

好了，命令介绍完毕，现在开始实战讲解每个参数的意思。

r 表示运行队列(就是说多少个进程真的分配到CPU)，我测试的服务器目前CPU比较空闲，没什么程序在跑，当这个值超过了CPU数目，就会出现CPU瓶颈了。这个也和top的负载有关系，一般负载超过了3就比较高，超过了5就高，超过了10就不正常了，服务器的状态很危险。top的负载类似每秒的运行队列。如果运行队列过大，表示你的CPU很繁忙，一般会造成CPU使用率很高。

b 表示阻塞的进程,这个不多说，进程阻塞，大家懂的。

swpd 虚拟内存已使用的大小，如果大于0，表示你的机器物理内存不足了，如果不是程序内存泄露的原因，那么你该升级内存了或者把耗内存的任务迁移到其他机器。

free   空闲的物理内存的大小，我的机器内存总共8G，剩余3415M。

buff   Linux/Unix系统是用来存储，目录里面有什么内容，权限等的缓存，我本机大概占用300多M

cache cache直接用来记忆我们打开的文件,给文件做缓冲，我本机大概占用300多M(这里是Linux/Unix的聪明之处，把空闲的物理内存的一部分拿来做文件和目录的缓存，是为了提高 程序执行的性能，当程序使用内存时，buffer/cached会很快地被使用。)

si  每秒从磁盘读入虚拟内存的大小，如果这个值大于0，表示物理内存不够用或者内存泄露了，要查找耗内存进程解决掉。我的机器内存充裕，一切正常。

so  每秒虚拟内存写入磁盘的大小，如果这个值大于0，同上。

bi  块设备每秒接收的块数量，这里的块设备是指系统上所有的磁盘和其他块设备，默认块大小是1024byte，我本机上没什么IO操作，所以一直是0，但是我曾在处理拷贝大量数据(2-3T)的机器上看过可以达到140000/s，磁盘写入速度差不多140M每秒

bo 块设备每秒发送的块数量，例如我们读取文件，bo就要大于0。bi和bo一般都要接近0，不然就是IO过于频繁，需要调整。

in 每秒CPU的中断次数，包括时间中断

cs 每秒上下文切换次数，例如我们调用系统函数，就要进行上下文切换，线程的切换，也要进程上下文切换，这个值要越小越好，太大了，要考虑调低线程或者进程的数目,例如在apache和nginx这种web服务器中，我们一般做性能测试时会进行几千并发甚至几万并发的测试，选择web服务器的进程可以由进程或者线程的峰值一直下调，压测，直到cs到一个比较小的值，这个进程和线程数就是比较合适的值了。系统调用也是，每次调用系统函数，我们的代码就会进入内核空间，导致上下文切换，这个是很耗资源，也要尽量避免频繁调用系统函数。上下文切换次数过多表示你的CPU大部分浪费在上下文切换，导致CPU干正经事的时间少了，CPU没有充分利用，是不可取的。

us 用户CPU时间，我曾经在一个做加密解密很频繁的服务器上，可以看到us接近100,r运行队列达到80(机器在做压力测试，性能表现不佳)。

sy 系统CPU时间，如果太高，表示系统调用时间长，例如是IO操作频繁。

id  空闲 CPU时间，一般来说，id + us + sy = 100,一般我认为id是空闲CPU使用率，us是用户CPU使用率，sy是系统CPU使用率。

wt 等待IO CPU时间。

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iostat

iostat用于输出CPU和磁盘I/O相关的统计信息. 
命令格式:

iostat [ -c | -d ] [ -k | -m ] [ -t ] [ -V ] [ -x ] [ device [ ... ] | ALL ] [ -p [ device | ALL ]  ]
       [ interval [ count ] ]

1)iostat的 简单使用

iostat可以显示CPU和I/O系统的负载情况及分区状态信息. 
直接执行iostat可以显示下面内容:

# iostat
Linux 2.6.9-8.11.EVAL (ts3-150.ts.cn.tlan)      08/08/2007

avg-cpu:  %user   %nice    %sys %iowait   %idle
             12.01    0.00        2.15    2.30       83.54

Device:            tps   Blk_read/s   Blk_wrtn/s   Blk_read   Blk_wrtn
hda               7.13       200.12        34.73     640119     111076

各个输出项目的含义如下:

avg-cpu段:
%user: 在用户级别运行所使用的CPU的百分比.
%nice: nice操作所使用的CPU的百分比.
%sys: 在系统级别(kernel)运行所使用CPU的百分比.
%iowait: CPU等待硬件I/O时,所占用CPU百分比.
%idle: CPU空闲时间的百分比.
Device段:
tps: 每秒钟发送到的I/O请求数.
Blk_read /s: 每秒读取的block数.
Blk_wrtn/s: 每秒写入的block数.
Blk_read:   读入的block总数.
Blk_wrtn:  写入的block总数.

2)iostat参 数说明

iostat各个参数说明:

-c 仅显示CPU统计信息.与-d选项互斥.
 -d 仅显示磁盘统计信息.与-c选项互斥.
 -k 以K为单位显示每秒的磁盘请求数,默认单位块.
 -p device | ALL
  与-x选项互斥,用于显示块设备及系统分区的统计信息.也可以在-p后指定一个设备名,如:
  # iostat -p hda
  或显示所有设备
  # iostat -p ALL
 -t    在输出数据时,打印搜集数据的时间.
 -V    打印版本号和帮助信息.
 -x    输出扩展信息.

3)iostat输 出项目说明

Blk_read
  读入块的当总数.

              Blk_wrtn
  写入块的总数.

              kB_read/s
  每秒从驱动器读入的数据量,单位为K.

              kB_wrtn/s
  每秒向驱动器写入的数据量,单位为K.

              kB_read
  读入的数据总量,单位为K.

              kB_wrtn
  写入的数据总量,单位为K.

              rrqm/s
  将读入请求合并后,每秒发送到设备的读入请求数.

              wrqm/s
  将写入请求合并后,每秒发送到设备的写入请求数.

              r/s
  每秒发送到设备的读入请求数.

              w/s
  每秒发送到设备的写入请求数.

              rsec/s
  每秒从设备读入的扇区数.

              wsec/s
  每秒向设备写入的扇区数.

              rkB/s
  每秒从设备读入的数据量,单位为K.

              wkB/s
  每秒向设备写入的数据量,单位为K.

              avgrq-sz
  发送到设备的请求的平均大小,单位是扇区.

              avgqu-sz
  发送到设备的请求的平均队列长度.

              await
  I/O请求平均执行时间.包括发送请求和执行的时间.单位是毫秒.

              svctm
  发送到设备的I/O请求的平均执行时间.单位是毫秒.

              %util
  在I/O请求发送到设备期间,占用CPU时间的百分比.用于显示设备的带宽利用率.
  当这个值接近100%时,表示设备带宽已经占满.

4)iostat示 例

#  iostat
 显示一条统计记录,包括所有的CPU和设备.

      # iostat -d 2
 每隔2秒,显示一次设备统计信息.

      # iostat -d 2 6
 每隔2秒,显示一次设备统计信息.总共输出6次.

      # iostat -x hda hdb 2 6
 每隔2秒显示一次hda,hdb两个设备的扩展统计信息,共输出6次.

      # iostat -p sda 2 6
 每隔2秒显示一次sda及上面所有分区的统计信息,共输出6次.

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top命令是Linux下常用的性能分析工具，能够实时显示系统中各个进程的资源占用状况，类似于Windows的任务管理器。下面详细介绍它的使用方法。

top - 01:06:48 up 1:22, 1 user, load average: 0.06, 0.60, 0.48
Tasks: 29 total, 1 running, 28 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
Cpu(s): 0.3% us, 1.0% sy, 0.0% ni, 98.7% id, 0.0% wa, 0.0% hi, 0.0% si
Mem: 191272k total, 173656k used, 17616k free, 22052k buffers
Swap: 192772k total, 0k used, 192772k free, 123988k cached

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1379 root 16 0 7976 2456 1980 S 0.7 1.3 0:11.03 sshd
14704 root 16 0 2128 980 796 R 0.7 0.5 0:02.72 top
1 root 16 0 1992 632 544 S 0.0 0.3 0:00.90 init
2 root 34 19 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 ksoftirqd/0
3 root RT 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 watchdog/0

统计信息区
前五行是系统整体的统计信息。第一行是任务队列信息，同 uptime 命令的执行结果。其内容如下：

01:06:48 当前时间
up 1:22 系统运行时间，格式为时:分
1 user 当前登录用户数
load average: 0.06, 0.60, 0.48 系统负载，即任务队列的平均长度。
三个数值分别为 1分钟、5分钟、15分钟前到现在的平均值。

第二、三行为进程和CPU的信息。当有多个CPU时，这些内容可能会超过两行。内容如下：

Tasks: 29 total 进程总数
1 running 正在运行的进程数
28 sleeping 睡眠的进程数
0 stopped 停止的进程数
0 zombie 僵尸进程数
Cpu(s): 0.3% us 用户空间占用CPU百分比
1.0% sy 内核空间占用CPU百分比
0.0% ni 用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比
98.7% id 空闲CPU百分比
0.0% wa 等待输入输出的CPU时间百分比
0.0% hi
0.0% si

最后两行为内存信息。内容如下：

Mem: 191272k total 物理内存总量
173656k used 使用的物理内存总量
17616k free 空闲内存总量
22052k buffers 用作内核缓存的内存量
Swap: 192772k total 交换区总量
0k used 使用的交换区总量
192772k free 空闲交换区总量
123988k cached 缓冲的交换区总量。
内存中的内容被换出到交换区，而后又被换入到内存，但使用过的交换区尚未被覆盖，
该数值即为这些内容已存在于内存中的交换区的大小。
相应的内存再次被换出时可不必再对交换区写入。

进程信息区
统计信息区域的下方显示了各个进程的详细信息。首先来认识一下各列的含义。

序号 列名 含义
a PID 进程id
b PPID 父进程id
c RUSER Real user name
d UID 进程所有者的用户id
e USER 进程所有者的用户名
f GROUP 进程所有者的组名
g TTY 启动进程的终端名。不是从终端启动的进程则显示为 ?
h PR 优先级
i NI nice值。负值表示高优先级，正值表示低优先级
j P 最后使用的CPU，仅在多CPU环境下有意义
k %CPU 上次更新到现在的CPU时间占用百分比
l TIME 进程使用的CPU时间总计，单位秒
m TIME+ 进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒
n %MEM 进程使用的物理内存百分比
o VIRT 进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES
p SWAP 进程使用的虚拟内存中，被换出的大小，单位kb。
q RES 进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA
r CODE 可执行代码占用的物理内存大小，单位kb
s DATA 可执行代码以外的部分(数据段+栈)占用的物理内存大小，单位kb
t SHR 共享内存大小，单位kb
u nFLT 页面错误次数
v nDRT 最后一次写入到现在，被修改过的页面数。
w S 进程状态。
D=不可中断的睡眠状态
R=运行
S=睡眠
T=跟踪/停止
Z=僵尸进程
x COMMAND 命令名/命令行
y WCHAN 若该进程在睡眠，则显示睡眠中的系统函数名
z Flags 任务标志，参考 sched.h

默认情况下仅显示比较重要的 PID、USER、PR、NI、VIRT、RES、SHR、S、%CPU、%MEM、TIME+、COMMAND 列。可以通过下面的快捷键来更改显示内容。

更改显示内容
通过 f 键可以选择显示的内容。按 f 键之后会显示列的列表，按 a-z 即可显示或隐藏对应的列，最后按回车键确定。

按 o 键可以改变列的显示顺序。按小写的 a-z 可以将相应的列向右移动，而大写的 A-Z 可以将相应的列向左移动。最后按回车键确定。

按大写的 F 或 O 键，然后按 a-z 可以将进程按照相应的列进行排序。而大写的 R 键可以将当前的排序倒转。

命令使用

1． 工具（命令）名称
top
2．工具（命令）作用
显示系统当前的进程和其他状况； top是一个动态显示过程,即可以通过用户按键来不断刷新当前状态.如果在前台执行该命令,它将独占前台,直到用户终止该程序为止. 比较准确的说,top命令提供了实时的对系统处理器的状态监视.它将显示系统中CPU最“敏感”的任务列表.该命令可以按CPU使用.内存使用和执行时间对任务进行排序；而且该命令的很多特性都可以通过交互式命令或者在个人定制文件中进行设定.
3．环境设置
在Linux下使用。
4．使用方法
4．1使用格式
top [-] [d] [p] [q] [c] [C] [S] [s] [n]
4．2参数说明
d 指定每两次屏幕信息刷新之间的时间间隔。当然用户可以使用s交互命令来改变之。
p 通过指定监控进程ID来仅仅监控某个进程的状态。
q该选项将使top没有任何延迟的进行刷新。如果调用程序有超级用户权限，那么top将以尽可能高的优先级运行。
S 指定累计模式
s 使top命令在安全模式中运行。这将去除交互命令所带来的潜在危险。
i 使top不显示任何闲置或者僵死进程。
c 显示整个命令行而不只是显示命令名
4.3其他
　　下面介绍在top命令执行过程中可以使用的一些交互命令。从使用角度来看，熟练的掌握这些命令比掌握选项还重要一些。这些命令都是单字母的，如果在命令行选项中使用了s选项，则可能其中一些命令会被屏蔽掉。
　　Ctrl+L 擦除并且重写屏幕。
　　h或者? 显示帮助画面，给出一些简短的命令总结说明。
　　k 终止一个进程。系统将提示用户输入需要终止的进程PID，以及需要发送给该进程什么样的信号。一般的终止进程可以使用15信号；如果不能正常结束那就使用信号9强制结束该进程。默认值是信号15。在安全模式中此命令被屏蔽。
　　i 忽略闲置和僵死进程。这是一个开关式命令。
　　q 退出程序。
　　r 重新安排一个进程的优先级别。系统提示用户输入需要改变的进程PID以及需要设置的进程优先级值。输入一个正值将使优先级降低，反之则可以使该进程拥有更高的优先权。默认值是10。
　　S 切换到累计模式。
　　s 改变两次刷新之间的延迟时间。系统将提示用户输入新的时间，单位为s。如果有小数，就换算成m s。输入0值则系统将不断刷新，默认值是5 s。需要注意的是如果设置太小的时间，很可能会引起不断刷新，从而根本来不及看清显示的情况，而且系统负载也会大大增加。
　　f或者F 从当前显示中添加或者删除项目。
　　o或者O 改变显示项目的顺序。
　　l 切换显示平均负载和启动时间信息。
　　m 切换显示内存信息。
　　t 切换显示进程和CPU状态信息。
　　c 切换显示命令名称和完整命令行。
　　M 根据驻留内存大小进行排序。
　　P 根据CPU使用百分比大小进行排序。
　　T 根据时间/累计时间进行排序。
W 将当前设置写入~/.toprc文件中。这是写top配置文件的推荐方法。

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top命令是Linux下常用的性能分析工具，能够实时显示系统中各个进程的资源占用状况，类似于Windows的任务管理器。下面详细介绍它的使用方法。

top - 01:06:48 up 1:22, 1 user, load average: 0.06, 0.60, 0.48
Tasks: 29 total, 1 running, 28 sleeping, 0 stopped, 0 zombie
Cpu(s): 0.3% us, 1.0% sy, 0.0% ni, 98.7% id, 0.0% wa, 0.0% hi, 0.0% si
Mem: 191272k total, 173656k used, 17616k free, 22052k buffers
Swap: 192772k total, 0k used, 192772k free, 123988k cached

PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
1379 root 16 0 7976 2456 1980 S 0.7 1.3 0:11.03 sshd
14704 root 16 0 2128 980 796 R 0.7 0.5 0:02.72 top
1 root 16 0 1992 632 544 S 0.0 0.3 0:00.90 init
2 root 34 19 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 ksoftirqd/0
3 root RT 0 0 0 0 S 0.0 0.0 0:00.00 watchdog/0

统计信息区
前五行是系统整体的统计信息。第一行是任务队列信息，同 uptime 命令的执行结果。其内容如下：

01:06:48 当前时间
up 1:22 系统运行时间，格式为时:分
1 user 当前登录用户数
load average: 0.06, 0.60, 0.48 系统负载，即任务队列的平均长度。
三个数值分别为 1分钟、5分钟、15分钟前到现在的平均值。

第二、三行为进程和CPU的信息。当有多个CPU时，这些内容可能会超过两行。内容如下：

Tasks: 29 total 进程总数
1 running 正在运行的进程数
28 sleeping 睡眠的进程数
0 stopped 停止的进程数
0 zombie 僵尸进程数
Cpu(s): 0.3% us 用户空间占用CPU百分比
1.0% sy 内核空间占用CPU百分比
0.0% ni 用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比
98.7% id 空闲CPU百分比
0.0% wa 等待输入输出的CPU时间百分比
0.0% hi
0.0% si

最后两行为内存信息。内容如下：

Mem: 191272k total 物理内存总量
173656k used 使用的物理内存总量
17616k free 空闲内存总量
22052k buffers 用作内核缓存的内存量
Swap: 192772k total 交换区总量
0k used 使用的交换区总量
192772k free 空闲交换区总量
123988k cached 缓冲的交换区总量。
内存中的内容被换出到交换区，而后又被换入到内存，但使用过的交换区尚未被覆盖，
该数值即为这些内容已存在于内存中的交换区的大小。
相应的内存再次被换出时可不必再对交换区写入。

进程信息区
统计信息区域的下方显示了各个进程的详细信息。首先来认识一下各列的含义。

序号 列名 含义
a PID 进程id
b PPID 父进程id
c RUSER Real user name
d UID 进程所有者的用户id
e USER 进程所有者的用户名
f GROUP 进程所有者的组名
g TTY 启动进程的终端名。不是从终端启动的进程则显示为 ?
h PR 优先级
i NI nice值。负值表示高优先级，正值表示低优先级
j P 最后使用的CPU，仅在多CPU环境下有意义
k %CPU 上次更新到现在的CPU时间占用百分比
l TIME 进程使用的CPU时间总计，单位秒
m TIME+ 进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒
n %MEM 进程使用的物理内存百分比
o VIRT 进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES
p SWAP 进程使用的虚拟内存中，被换出的大小，单位kb。
q RES 进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA
r CODE 可执行代码占用的物理内存大小，单位kb
s DATA 可执行代码以外的部分(数据段+栈)占用的物理内存大小，单位kb
t SHR 共享内存大小，单位kb
u nFLT 页面错误次数
v nDRT 最后一次写入到现在，被修改过的页面数。
w S 进程状态。
D=不可中断的睡眠状态
R=运行
S=睡眠
T=跟踪/停止
Z=僵尸进程
x COMMAND 命令名/命令行
y WCHAN 若该进程在睡眠，则显示睡眠中的系统函数名
z Flags 任务标志，参考 sched.h

默认情况下仅显示比较重要的 PID、USER、PR、NI、VIRT、RES、SHR、S、%CPU、%MEM、TIME+、COMMAND 列。可以通过下面的快捷键来更改显示内容。

更改显示内容
通过 f 键可以选择显示的内容。按 f 键之后会显示列的列表，按 a-z 即可显示或隐藏对应的列，最后按回车键确定。

按 o 键可以改变列的显示顺序。按小写的 a-z 可以将相应的列向右移动，而大写的 A-Z 可以将相应的列向左移动。最后按回车键确定。

按大写的 F 或 O 键，然后按 a-z 可以将进程按照相应的列进行排序。而大写的 R 键可以将当前的排序倒转。

命令使用

1． 工具（命令）名称
top
2．工具（命令）作用
显示系统当前的进程和其他状况； top是一个动态显示过程,即可以通过用户按键来不断刷新当前状态.如果在前台执行该命令,它将独占前台,直到用户终止该程序为止. 比较准确的说,top命令提供了实时的对系统处理器的状态监视.它将显示系统中CPU最“敏感”的任务列表.该命令可以按CPU使用.内存使用和执行时间对任务进行排序；而且该命令的很多特性都可以通过交互式命令或者在个人定制文件中进行设定.
3．环境设置
在Linux下使用。
4．使用方法
4．1使用格式
top [-] [d] [p] [q] [c] [C] [S] [s] [n]
4．2参数说明
d 指定每两次屏幕信息刷新之间的时间间隔。当然用户可以使用s交互命令来改变之。
p 通过指定监控进程ID来仅仅监控某个进程的状态。
q该选项将使top没有任何延迟的进行刷新。如果调用程序有超级用户权限，那么top将以尽可能高的优先级运行。
S 指定累计模式
s 使top命令在安全模式中运行。这将去除交互命令所带来的潜在危险。
i 使top不显示任何闲置或者僵死进程。
c 显示整个命令行而不只是显示命令名
4.3其他
　　下面介绍在top命令执行过程中可以使用的一些交互命令。从使用角度来看，熟练的掌握这些命令比掌握选项还重要一些。这些命令都是单字母的，如果在命令行选项中使用了s选项，则可能其中一些命令会被屏蔽掉。
　　Ctrl+L 擦除并且重写屏幕。
　　h或者? 显示帮助画面，给出一些简短的命令总结说明。
　　k 终止一个进程。系统将提示用户输入需要终止的进程PID，以及需要发送给该进程什么样的信号。一般的终止进程可以使用15信号；如果不能正常结束那就使用信号9强制结束该进程。默认值是信号15。在安全模式中此命令被屏蔽。
　　i 忽略闲置和僵死进程。这是一个开关式命令。
　　q 退出程序。
　　r 重新安排一个进程的优先级别。系统提示用户输入需要改变的进程PID以及需要设置的进程优先级值。输入一个正值将使优先级降低，反之则可以使该进程拥有更高的优先权。默认值是10。
　　S 切换到累计模式。
　　s 改变两次刷新之间的延迟时间。系统将提示用户输入新的时间，单位为s。如果有小数，就换算成m s。输入0值则系统将不断刷新，默认值是5 s。需要注意的是如果设置太小的时间，很可能会引起不断刷新，从而根本来不及看清显示的情况，而且系统负载也会大大增加。
　　f或者F 从当前显示中添加或者删除项目。
　　o或者O 改变显示项目的顺序。
　　l 切换显示平均负载和启动时间信息。
　　m 切换显示内存信息。
　　t 切换显示进程和CPU状态信息。
　　c 切换显示命令名称和完整命令行。
　　M 根据驻留内存大小进行排序。
　　P 根据CPU使用百分比大小进行排序。
　　T 根据时间/累计时间进行排序。
W 将当前设置写入~/.toprc文件中。这是写top配置文件的推荐方法。

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Linux上的free命令详解

　　解释一下Linux上free命令的输出。

　　下面是free的运行结果，一共有4行。为了方便说明，我加上了列号。这样可以把free的输出看成一个二维数组FO(Free Output)。例如：

• FO[2][1] = 24677460

• FO[3][2] = 10321516  

                   1          2          3          4          5          6
1              total       used       free     shared    buffers     cached
2 Mem:      24677460   23276064    1401396          0     870540   12084008
3 -/+ buffers/cache:   10321516   14355944
4 Swap:     25151484     224188   24927296

　　free的输出一共有四行，第四行为交换区的信息，分别是交换的总量（total），使用量（used）和有多少空闲的交换区（free），这个比较清楚，不说太多。

　　free输出地第二行和第三行是比较让人迷惑的。这两行都是说明内存使用情况的。第一列是总量（total），第二列是使用量（used），第三列是可用量（free）。

　　第一行的输出时从操作系统（OS）来看的。也就是说，从OS的角度来看，计算机上一共有:

• 24677460KB（缺省时free的单位为KB）物理内存，即FO[2][1]；

• 在这些物理内存中有23276064KB（即FO[2][2]）被使用了；

• 还用1401396KB（即FO[2][3]）是可用的；

这里得到第一个等式：

• FO[2][1] = FO[2][2] + FO[2][3]

FO[2][4]表示被几个进程共享的内存的，现在已经deprecated，其值总是0（当然在一些系统上也可能不是0，主要取决于free命令是怎么实现的）。

FO[2][5]表示被OS buffer住的内存。FO[2][6]表示被OS cache的内存。在有些时候buffer和cache这两个词经常混用。不过在一些比较低层的软件里是要区分这两个词的，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.

也就是说buffer是用于存放要输出到disk（块设备）的数据的，而cache是存放从disk上读出的数据。这二者是为了提高IO性能的，并由OS管理。

Linux和其他成熟的操作系统（例如windows），为了提高IO read的性能，总是要多cache一些数据，这也就是为什么FO[2][6]（cached memory）比较大，而FO[2][3]比较小的原因。我们可以做一个简单的测试:

1. 释放掉被系统cache占用的数据；

   echo 3>/proc/sys/vm/drop_caches

    

2. 读一个大文件，并记录时间；

3. 关闭该文件；

4. 重读这个大文件，并记录时间；

第二次读应该比第一次快很多。原来我做过一个BerkeleyDB的读操作，大概要读5G的文件，几千万条记录。在我的环境上，第二次读比第一次大概可以快9倍左右。

　　free输出的第二行是从一个应用程序的角度看系统内存的使用情况。

• 对于FO[3][2]，即-buffers/cache，表示一个应用程序认为系统被用掉多少内存；

• 对于FO[3][3]，即+buffers/cache，表示一个应用程序认为系统还有多少内存；

因为被系统cache和buffer占用的内存可以被快速回收，所以通常FO[3][3]比FO[2][3]会大很多。

这里还用两个等式：

• FO[3][2] = FO[2][2] - FO[2][5] - FO[2][6]

• FO[3][3] = FO[2][3] + FO[2][5] + FO[2][6]

这二者都不难理解。

　　free命令由procps.*.rpm提供（在Redhat系列的OS上）。free命令的所有输出值都是从/proc/meminfo中读出的。

在系统上可能有meminfo(2)这个函数，它就是为了解析/proc/meminfo的。procps这个包自己实现了meminfo()这个函数。可以下载一个procps的tar包看看具体实现，现在最新版式3.2.8。