茶猫云
如何在linux中使用自由命令？我相信很多没有经验的人对此无能为力。因此，本文总结了问题产生的原因及解决方法。希望你能通过这篇文章解决这个问题。
free命令显示系统内存的使用情况，包括物理内存、交换内存和内核缓冲内存。
如果添加-h选项，输出将更加友好：
有时我们需要连续观察内存状况，因此我们可以使用-s选项并以秒为单位指定时间间隔：
$ free-h-S3
以上命令每3秒输出一次内存使用情况，直到您按下ctrl+c.
(Ubuntu 16.04中默认免费版有bug，使用-s选项时报错，所以此图在CentOS中剪切。)
由于free命令本身比较简单，本文重点介绍如何通过free命令了解系统当前的内存使用情况。
输出简介
让我们先解释一下输出：
Mem行(第二行)是内存使用量。
交换行(第三行)是交换空间的使用。
总计列显示系统的总可用物理内存和交换空间。
已用列显示已使用的物理内存和交换空间。
空闲列显示有多少物理内存和交换空间可用。
共享列显示共享使用的物理内存量。
缓冲区/缓存列显示缓冲区和缓存使用的物理内存大小。
可用列显示了应用程序也可以使用的物理内存量。
我觉得上面的输出，只有了解了一些基本概念，才能帮助我们了解系统的内存状态。
buff/cache
我先问一个问题：缓冲区和缓存应该是两种类型的内存，但是为什么free命令要把它们放在一起？回答这个问题需要我们做一些准备工作。我们先来理解一下缓冲区和缓存的含义。
Buffer指操作系统中的缓冲区缓存，中文一般翻译为‘buffer’。为了理解缓冲区，我们必须定义另外两个概念：“扇区”和“块”。扇区是设备的最小寻址单位，也称为“硬扇区”或“设备块”。块是操作系统中文件系统的最小寻址单元，也称为“文件块”或“输入/输出块”。每个块包含一个或多个扇区，但大小不能超过一页，因此一页可以容纳内存中的一个或多个块。当一个块被调入内存时，它被存储在缓冲区中。每个缓冲区对应一个块，相当于内存中磁盘块的表示(下图来自互联网):
注意缓冲区缓存只有块的概念，没有文件。它只是将磁盘上的块直接移动到内存中，并不关心块中存储的是什么格式的文件。
Cache指操作系统中的页面缓存，中文一般翻译为‘页面缓存’。页面缓存是内核实现的磁盘缓存。主要用于减少磁盘上的I/O操作。具体来说，通过将磁盘中的数据缓存到物理内存中，对磁盘的访问就变成了对物理内存的访问。页面缓存缓存内存页面。缓存中的页面来自读写普通文件、块设备文件(这里指的是缓冲缓存)和内存映射文件。
页面缓存缓存普通文件。我们可以理解，当内核想要读取一个文件(比如/etc/hosts)时，它会首先检查这个文件的数据是否已经在页面缓存中。如果是这样，放弃访问磁盘，直接从内存中读取。这种行为称为缓存命中。如果数据不在缓存中，它将错过缓存。此时，内核会调度块I/O操作从磁盘读取数据。然后内核将读取的数据放入页面缓存。该缓存的目标是文件系统识别的文件(例如，/etc/hosts)。
页面缓存是我们前面介绍的缓冲区缓存。因为独立的磁盘块也通过缓冲区存储在页面缓存中(缓冲区最终由页面缓存承载)。
在这一点上，我们应该清楚：缓冲区和页面缓存都是以相同的方式实现的。缓冲区在概念上只是一个特殊的页面缓存。
那么为什么free命令不直接叫cache而不是写成b呢
uff/cache？ 这是因为缓冲区和页高速缓存的实现并非天生就是统一的。在 linux 内核 2.4 中才将它们统一。更早的内核中有两个独立的磁盘缓存：页高速缓存和缓冲区高速缓存。前者缓存页面，后者缓存缓冲区。当你知道了这些故事之后，输出中列的名称可能已经不再重要了。
free 与 available
在 free 命令的输出中，有一个 free 列，同时还有一个 available 列。这二者到底有何区别？
free 是真正尚未被使用的物理内存数量。至于 available 就比较有意思了，它是从应用程序的角度看到的可用内存数量。Linux 内核为了提升磁盘操作的性能，会消耗一部分内存去缓存磁盘数据，就是我们介绍的 buffer 和 cache。所以对于内核来说，buffer 和 cache 都属于已经被使用的内存。当应用程序需要内存时，如果没有足够的 free 内存可以用，内核就会从 buffer 和 cache 中回收内存来满足应用程序的请求。所以从应用程序的角度来说，available = free + buffer + cache。请注意，这只是一个很理想的计算方式，实际中的数据往往有较大的误差。
交换空间(swap space)
swap space 是磁盘上的一块区域，可以是一个分区，也可以是一个文件。所以具体的实现可以是 swap 分区也可以是 swap 文件。当系统物理内存吃紧时，Linux 会将内存中不常访问的数据保存到 swap 上，这样系统就有更多的物理内存为各个进程服务，而当系统需要访问 swap 上存储的内容时，再将 swap 上的数据加载到内存中，这就是常说的换出和换入。交换空间可以在一定程度上缓解内存不足的情况，但是它需要读写磁盘数据，所以性能不是很高。
现在的机器一般都不太缺内存，如果系统默认还是使用了 swap 是不是会拖累系统的性能？理论上是的，但实际上可能性并不是很大。并且内核提供了一个叫做 swappiness 的参数，用于配置需要将内存中不常用的数据移到 swap 中去的紧迫程度。这个参数的取值范围是 0～100，0 告诉内核尽可能的不要将内存数据移到 swap 中，也即只有在迫不得已的情况下才这么做，而 100 告诉内核只要有可能，尽量的将内存中不常访问的数据移到 swap 中。在 ubuntu 系统中，swappiness 的默认值是 60。如果我们觉着内存充足，可以在 /etc/sysctl.conf 文件中设置 swappiness：
vm.swappiness=10
如果系统的内存不足，则需要根据物理内存的大小来设置交换空间的大小。具体的策略网上有很丰富的资料，这里笔者不再赘述。
/proc/meminfo 文件
其实 free 命令中的信息都来自于 /proc/meminfo 文件。/proc/meminfo 文件包含了更多更原始的信息，只是看起来不太直观：
$cat/proc/meminfo
看完上述内容，你们掌握linux中free命令的使用方法的方法了吗？如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容，欢迎关注亿速云行业资讯频道，感谢各位的阅读！
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