深入解析Linux内存配置查看，从基础到高级技巧

03-16 9310阅读

本文深入解析了Linux内存配置查看的多种方法，从基础命令到高级技巧，帮助用户全面掌握系统内存使用情况，首先介绍了free、top等常用命令，用于查看内存总量、使用量及剩余量，接着探讨了/proc/meminfo文件，详细解析了其中各项内存指标的含义，还介绍了vmstat、sar等工具，用于监控内存的动态变化和性能瓶颈，对于高级用户，本文还提供了pmap、slabtop等命令的使用技巧，帮助深入分析进程内存占用和内核内存管理，通过这些工具和技巧，用户可以更好地优化系统内存配置，提升系统性能。

本文深入解析了Linux系统中内存配置的查看方法,从基础到高级技巧全面覆盖，首先介绍了常用的命令行工具如free、top和vmstat，帮助用户快速获取内存使用情况，接着详细讲解了/proc/meminfo文件的结构和内容，深入理解内存分配细节，还探讨了高级技巧，如使用pmap分析进程内存映射、slabtop监控内核内存使用，以及通过numactl优化NUMA架构下的内存分配，提供了内存调优的实用建议，帮助用户优化系统性能，无论是初学者还是高级用户，都能从中获得有价值的内存管理知识。

在Linux系统中,内存管理是一个至关重要的环节，无论是系统管理员还是开发人员，了解如何查看和配置内存都是必备的技能，本文将深入探讨Linux内存配置查看的各个方面，从基础命令到高级技巧，帮助读者全面掌握这一关键技能。

Linux内存管理概述

Linux操作系统采用虚拟内存管理机制,将物理内存和交换空间（swap space）结合起来，为每个进程提供独立的虚拟地址空间，这种机制不仅提高了内存利用率，还增强了系统的稳定性和安全性。

（图片来源网络，侵删）

基础命令：查看内存使用情况

free命令

free命令是最常用的查看内存使用情况的工具，它显示系统的物理内存、交换空间以及内核使用的缓冲区。
```
$ free -h
             total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           7.7G        2.3G        3.2G        200M        2.2G        4.8G
Swap:          2.0G        0B          2.0G
```
- total：总内存大小。
- used：已使用的内存。
- free：空闲内存。
- shared：共享内存。
- buff/cache：缓冲区和缓存使用的内存。
- available：可用内存。

top命令

top命令提供了一个动态的实时视图，显示系统的整体状态和各个进程的资源使用情况。

（图片来源网络，侵删）

$ top
top - 14:32:01 up  1:23,  2 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05
Tasks: 123 total,   1 running, 122 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.3 us,  0.3 sy,  0.0 ni, 99.3 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
MiB Mem :   7904.0 total,   3276.8 free,   2345.6 used,   2281.6 buff/cache
MiB Swap:   2048.0 total,   2048.0 free,      0.0 used.   4912.8 avail Mem

MiB Mem：物理内存使用情况。
MiB Swap：交换空间使用情况。

vmstat命令

vmstat命令报告虚拟内存统计信息，包括进程、内存、分页、块IO、陷阱和CPU活动。

$ vmstat 1 5
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
 r  b   swpd   free   buff  cache   si   so    bi    bo   in   cs us sy id wa st
 0  0      0 3276800 102400 2281600    0    0     0     0    1    1  0  0 100  0  0

swpd：使用的交换空间大小。
free：空闲内存。
buff：缓冲区使用的内存。
cache：缓存使用的内存。

高级命令：深入分析内存使用

/proc/meminfo文件

/proc/meminfo文件提供了详细的内存使用信息，包括各种内存类型的统计。

（图片来源网络，侵删）
```
$ cat /proc/meminfo
MemTotal:        7904000 kB
MemFree:         3276800 kB
MemAvailable:    4912800 kB
Buffers:          102400 kB
Cached:          2281600 kB
SwapCached:            0 kB
Active:          2345600 kB
Inactive:        2281600 kB
```
- MemTotal：总内存。
- MemFree：空闲内存。
- MemAvailable：可用内存。
- Buffers：缓冲区内存。
- Cached：缓存内存。
pmap命令

pmap命令显示进程的内存映射，帮助分析进程的内存使用情况。
```
$ pmap -x 1234
Address           Kbytes     RSS   Dirty Mode  Mapping
0000555555554000       4       4       0 r-x--  a.out
0000555555755000       4       4       4 rw---  a.out
00007ffff7dd1000     180     180     180 rw---    [ anon ]
```
- Address：内存地址。
- Kbytes：内存大小（KB）。
- RSS：常驻集大小。
- Dirty：脏页大小。
- Mode：内存访问模式。
- Mapping：内存映射。
smem命令

smem命令提供了一种更直观的方式来查看进程的内存使用情况，特别是USS（Unique Set Size）、PSS（Proportional Set Size）和RSS（Resident Set Size）。
```
$ smem -t -k
PID User     Command                         Swap      USS      PSS      RSS
1234 user     /usr/bin/example                0        100      150      200
```
- Swap：使用的交换空间。
- USS：唯一内存大小。
- PSS：比例内存大小。
- RSS：常驻内存大小。

内存配置与优化

调整交换空间

交换空间是物理内存的补充,当物理内存不足时，系统会将部分内存数据转移到交换空间，可以通过swapon和swapoff命令来管理交换空间。
```
$ sudo swapon /dev/sdb1
$ sudo swapoff /dev/sdb1
```
调整内存分配策略

Linux内核提供了多种内存分配策略,可以通过/proc/sys/vm/目录下的文件进行调整。vm.swappiness参数控制内核使用交换空间的倾向。
```
$ sudo sysctl vm.swappiness=10
```
使用cgroups限制内存使用

cgroups（控制组）是Linux内核提供的一种机制，用于限制、记录和隔离进程组的资源使用，可以通过cgroups限制特定进程或用户的内存使用。
```
$ sudo cgcreate -g memory:/mygroup
$ sudo cgset -r memory.limit_in_bytes=1G /mygroup
$ sudo cgexec -g memory:/mygroup mycommand
```

常见问题与解决方案

内存泄漏

内存泄漏是指程序在运行过程中未能释放不再使用的内存,导致内存使用量不断增加，可以使用valgrind工具检测内存泄漏。
```
$ valgrind --leak-check=full ./myprogram
```
内存碎片

内存碎片是指内存被分割成多个小块,导致无法分配大块连续内存，可以通过/proc/buddyinfo文件查看内存碎片情况。
```
$ cat /proc/buddyinfo
```
OOM Killer

当系统内存不足时,Linux内核会启动OOM Killer（Out-Of-Memory Killer）来终止占用内存最多的进程，可以通过/proc/<pid>/oom_score文件查看进程的OOM评分。
```
$ cat /proc/1234/oom_score
```