在Linux系統經常被用作服務器系統，當服務器記憶體吃緊的時候，free命令是我們最常使用的記憶體分析工具，
free使用介紹
free命令可以顯示Linux系統中空閑的、已用的物理記憶體及swap記憶體,及被內核使用的buffer，在Linux系統監控的工具中，free命令是最經常使用的命令之一，
free命令使用起來非常簡單，
# 命令格式
free [引數]
# 可選引數
-b 以Byte為單位顯示記憶體使用情況，
-k 以KB為單位顯示記憶體使用情況，
-m 以MB為單位顯示記憶體使用情況，
-g 以GB為單位顯示記憶體使用情況，
-h 根據記憶體大小自動選擇合適的單位顯示
-o 不顯示緩沖區調節列，
-s<間隔秒數> 持續觀察記憶體使用狀況，
-c<顯示次數> 和-s配合使用
-t 顯示記憶體總和列，
-V 顯示版本資訊，
下面列舉一個我最常用的命令格式
#顯示所有的記憶體資訊，每隔兩秒顯示一次，一共顯示兩次
free -ah -s 2 -c 2
輸出顯示如下
total used free shared buffers cached available
Mem: 6.6G 5.5G 1.0G 1.1M 247M 3.5G 0B
-/+ buffers/cache: 1.8G 4.8G
Swap: 5.0G 106M 4.9G
下面對這些引數做下說明，
free輸出引數說明
先對上面紅框中的資料做下說明，Men表示具體的物理記憶體，free從多個維度統計了物理記憶體的情況，每個維度的含義如下：
- total：總計物理記憶體的大小，
- used：已使用的物理記憶體的大小，
- free：可用物理記憶體有多少，
- shared：多個行程共享的記憶體總額，
- buffers：寫入磁盤記憶體緩沖區的大小（經常進行磁盤IO的效率比較低，所以先將要寫入磁盤的檔案進行一定數量的緩沖，等緩沖資料到達一定大小是一次性寫進磁盤，提升效率）
- cached：從磁盤中讀取內容的快取大小（原理差不多），
- available：下面會介紹，
- -buffers/cache：表示被程式實實在在吃掉的記憶體，比如上圖中
used記憶體是5.5G，但是真正被應用程式使用的記憶體才1.8G，其他被占據的記憶體主要用來cache資料了，也就是上面的3.5G， - +buffers/cache：表示應用程式還可以可以申請的記憶體總數，
上圖中最后一行是swap磁區的使用情況，下面會詳細介紹，
free引數和available引數的區別
在 free 命令的輸出中，有一個 free 列，同時還有一個 available 列，這二者到底有何區別？
free 是真正尚未被使用的物理記憶體數量，至于 available 就比較有意思了，它是從應用程式的角度看到的可用記憶體數量，Linux 內核為了提升磁盤操作的性能，會消耗一部分記憶體去快取磁盤資料，就是我們介紹的 buffer 和 cache，所以對于內核來說，buffer 和 cache 都屬于已經被使用的記憶體，當應用程式需要記憶體時，如果沒有足夠的 free 記憶體可以用，內核就會從 buffer 和 cache 中回收記憶體來滿足應用程式的請求，所以從應用程式的角度來說，available = free + buffer + cache，請注意，這只是一個很理想的計算方式，實際中的資料往往有較大的誤差，
但是上面的available引數為什么輸出是0呢？請看官方檔案的說明
The -a switch shows the available memory (if supported by the running kernel and enabled with sysctl -w vm.meminfo_legacy_layout=0 ; shows zero when unsupported or disabled). The produced output is wider than 80 characters.
這個引數的輸出需要作業系統內核支持，如果內核不支持的話就固定輸出一個0，
交換空間(swap space)
swap space 是磁盤上的一塊區域，可以是一個磁區，也可以是一個檔案，所以具體的實作可以是 swap 磁區也可以是 swap 檔案，當系統物理記憶體吃緊時（所謂的吃緊，應該是指當釋放了Cache和Buffer的記憶體，記憶體還是不夠用~），Linux 會將記憶體中不常訪問的資料保存到 swap 上，這樣系統就有更多的物理記憶體為各個行程服務，而當系統需要訪問 swap 上存盤的內容時，再將 swap 上的資料加載到記憶體中，這就是常說的換出和換入，交換空間可以在一定程度上緩解記憶體不足的情況，但是它需要讀寫磁盤資料，所以性能不是很高，
現在的機器一般都不太缺記憶體，如果系統默認還是使用了 swap 是不是會拖累系統的性能？理論上是的，但實際上可能性并不是很大，并且內核提供了一個叫做 swappiness 的引數，用于配置需要將記憶體中不常用的資料移到 swap 中去的緊迫程度，這個引數的取值范圍是 0～100，0 告訴內核盡可能的不要將記憶體資料移到 swap 中，也即只有在迫不得已的情況下才這么做，而 100 告訴內核只要有可能，盡量的將記憶體中不常訪問的資料移到 swap 中，在 ubuntu 系統中，swappiness 的默認值是 60，如果我們覺著記憶體充足，可以在 /etc/sysctl.conf 檔案中設定 swappiness：
vm.swappiness=10
如果系統的記憶體不足，則需要根據物理記憶體的大小來設定交換空間的大小，
參考
- https://www.cnblogs.com/peida/archive/2012/12/25/2831814.html
- https://www.cnblogs.com/ultranms/p/9254160.html
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標籤：Linux