Linux下tempfs及/dev/shm原理与应用

引言：

在linux或unix中使用df命令查看文件系统会发现类似如下信息(ubuntu12.04)

其中有一部分是tmpfs文件系统，挂在/rum下，还有个 none文件系统挂在/run/shm下。

什么是tmpfs?

tmpfs是Linux/Unix系统上的一种基于内存的文件系统。tmpfs可以使用您的内存或swap分区来存储文件。由此可见，temfs主要存储暂存的文件。

linux内核中的VM子系统负责在后台管理虚拟内存资源Virtual Memory，即RAM和swap资源，透明地将RAM页移动到交换分区或从交换分区到RAM页，tmpfs文件系统需要VM子系统的页面来存储文件。tmpfs自己并不知道这些页面是在交换分区还是在RAM中；做这种决定是VM子系统的工作。tmpfs文件系统所知道的就是它正在使用某种形式的虚拟内存。

tmpfs基于内存，因而速度是相当的，另外tmpfs使用的VM资源是动态的，当删除tmpfs中文件，tmpfs 文件系统驱动程序会动态地减小文件系统并释放 VM 资源，当然在其中创建文件时也会动态的分配VM资源。另外，tmpfs不具备持久性，重启后数据不保留，原因很明显，它是基于内存的。

编译内核时，启用“Virtual memory file system support”就可以使用tmpfs,linux kernel从2.4以后都开始支持tmpfs。目前主流的linux系统默认已启用tmpfs，如Redhat。

什么是/dev/shm?

看到dev大家都使知道它是一个设备文件。使用tmpfs文件系统，在Redhat/CentOS等linux发行版中默认大小为物理内存的一半。如我的虚拟机装的是CentOS6.0,分配内存为1G，所以/dev/shm为500M左右。

[root@GoGo tmp]# df -h

Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on

/dev/sda3             8.8G  4.0G  4.5G  48% /

tmpfs                 499M   88K  499M   1% /dev/shm

/dev/sda1              97M   43M   50M  47% /boot

tmpfs是基于内存的文件系统，创建时不需要使用mkfs等初始化。如我想把/dev/shm tmpfs大小改为512M.

ps:而我的系统里

none->/dev/shm
即系统的虚拟内存。Windows中叫缓存。

#vi /etc/fstab

tmpfs       /dev/shm    tmpfs  defaults   0   0

更改为

tmpfs       /dev/shm    tmpfs  defaults,size=512m   0    0

[root@GoGo tmp]# mount -o remount /dev/shm

[root@GoGo tmp]# df -h

Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on

/dev/sda3             8.8G  4.0G  4.5G  48% /

tmpfs                 512M   88K  512M   1% /dev/shm

/dev/sda1              97M   43M   50M  47% /boot

怎么样，变成512M啦，使用很方便吧，哈哈。

当然在生产环境中你可以把内存加大些，反正现在内存很便宜啦，为了提高性能也需要将/dev/shm加大。如：

mount -o size=1500M -o nr_inodes=1000000 -o noatime,nodiratime -o remount /dev/shm

nr_innodes指定索引节点数，nodiratime  man中解释如下：

nodiratime  Do  not  update directory inode access times on this filesystem.

不更新目录被访问时inode中的记录信息，noatime同理，好处你懂的。

tmpfs应用

tmpfs是基于内存的，速度是不用说的，硬盘和它没法比。

Oracle 中的Automatic Memory Management特性就使用了/dev/shm。

另外如果在网站运维中好好利用tmpfs，将有意想不到的收获。

我们先在/dev/shm建一个tmp目前，并与/tmp绑定。

[root@GoGo shm]# mkdir /dev/shm/tmp

[root@GoGo shm]# chmod 1777 /dev/shm/tmp  //注意一下权限

[root@GoGo shm]# mount –bind /dev/shm/tmp /tmp

[root@GoGo tmp]# ls -ld /tmp

drwxrwxrwt 2 root root 40 Aug 29 23:58 /tmp

当然您也可以不绑定，直接mount在现有的安装点上使用tmpfs,如：

#umount   /tmp

#mount  tmpfs  /tmp   -t tmpfs   -o size=512M

也很方便吧，不需要使用mkfs等命令创建。

以下/tmp使用tmpfs文件系统。

(1)将squid的缓存目录cache_dir放到/tmp下

cache_dir ufs /tmp 256 16 256

重启一下squid服务，这样缓存目录都放在了tmpfs文件中了，速度不用说吧。

(2)将php的session文件放在/tmp下

通过phpinfo测试文件查看你的php session存储位置，如果不在/tmp下，修改php.ini文件，修改如下：

session.save_path = “/tmp”

当然如果您的网站访问量比较大，可/tmp下设置分层目录存储session,语法如下：

session.save_path=”N;/save_path”，N 为分级的级数，save_path 为开始目录。

(3)将服务的socket文件放在/tmp下

如nginx.socket和mysql.sock

网上的此类文档太少，本人研究也不够深入，欢迎大家在评论中与我交流你的看法。（http://blog.51osos.com/linux/linux-temfs-dev-shm/）