Linux下free命令输出中buffers/cache详解

一、free命令

第2行:
total 内存总数: 3072
used 已经使用的内存数: 2459
free 空闲的内存数: 612
shared 当前已经废弃不用，总是0
buffers: Buffer Cache内存数: 13220
cached: Page Cache内存数: 2720160

关系：total = used + free

第3行:
-/+ buffers/cache的意思:
-buffers/cache 的内存数: 447 (等于第1行的 used - buffers - cached)
+buffers/cache 的内存数: 2624 (等于第1行的 free + buffers + cached)
注:此处的内存数在用上面式子计算后，在大小上有一点点出入(还不知道是什么原因)。

可见-buffers/cache反映的是被程序实实在在吃掉的内存，而+buffers/cache反映的是可以挪用的内存总数。

首先来解释下buffers和cache

 buffers：

        A buffer is something that has yet to be "written" to disk。

    意思就说将要写入硬盘中的数据的缓存

    cache：

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

    意思是说我们从硬盘或者存储设备读进计算机后缓存在内存中的数据。

当我们系统中的内存不够用的时候，buffers/cache所占用的内存会被系统快速释放，然后给其他应用程序来使用。这点很重要。

好了，看完buffers/cache好好理解下。我们继续往下

第二行：Mem这行是系统站在自身的角度中统计的内存情况。也就是说是站在系统的角度来统计的。其中已经used的内存中，是包含第二行中的buffers/cache所占内存在内的。

第三行：+/-buffers/cache这行，是站在应用程序角度去统计内存使用情况的。应用程序角度方面统计当然是不包括第二行中的buffers/cache的缓存所占用的大小了，其只统计应用程序占用的大小。所以你会发现一个等式

第二行中：used - buffers - cache=第三行中的used大小。

同理

第二行中：free + buffers + cache=第三行中的free大小

第4行单独针对交换分区。

为了提高磁盘存取效率, Linux做了一些精心的设计, 除了对dentry进行缓存(用于VFS,加速文件路径名到inode的转换), 还采取了两种主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。前者针对磁盘块的读写，后者针对文件inode的读写。这些Cache有效缩短了 I/O系统调用(如read,write,getdents)的时间。

第2行(mem)的used/free与第3行(-/+ buffers/cache) used/free的区别:
这两个的区别在于使用的角度.第2行是从OS的角度来看，因为对于OS，buffers/cached 都是属于被使用，所以他的可用内存是612MB,已用内存是2059MB,其中包括,内核（OS）使用+Application(X, oracle,etc)使用的+buffers+cached.
第3行所指的是从应用程序角度来看，对于应用程序来说，buffers/cached 是可用的，因为buffer/cached是为了提高文件读取的性能而设，当应用程序要用到内存的时候，buffer/cached会很快地被回收。所以从应用程序的角度来说，可用内存=系统free memory+buffers+cached.

如上例：
2624= 612+207+1803

二、buffers与cached的区别:

buffers是用来给块设备做的缓冲大小，他只记录文件系统的metadata以及 tracking in-flight pages。
cached用来给文件做缓冲。
即：buffers是用来存储目录里面有什么内容，权限等等,而cached用来记忆我们打开的文件.

如果你想知道他是不是真的生效，你可以试一下，先后执行两次命令#man kill ,你就可以明显的感觉到第二次的开打的速度快很多。
实验：在一台没有什么应用的机器上做会看得比较明显。记得实验只能做一次，如果想多做请换一个文件名。
#free
#man kill
#free
#man kill
#free
比较一下free先后显示的buffers的大小。
另一个实验：
#free
#ls /dev
#free
比较一下两个的大小，当然这个buffers随时都在增加，但有ls过的话，增加的速度会变得快，这个就是buffers/chached的区别。

因为Linux会将暂时不使用的内存作为文件和数据缓存，以提高系统性能，当应用程序需要这些内存时，系统会自动释放（不像windows那样，即使你有很多空闲内存,他也要访问一下磁盘中的pagefiles）

内存交换条件及方式:

当可用内存少于额定值的时候，就会开始进行交换.
如何看额定值(RHEL4.0)
#cat /proc/meminfo
交换将通过三个途径来减少系统中使用的物理页面的个数:
1.减少缓冲与页面cache的大小;
2.将系统V类型的内存页面交换出支;
3.换出或者丢弃页面。(Application 占用的内存页，也就是物理内存不足）。
事实上，少量地使用swap是不会影响到系统性能的。