linux中內存使用原理,swap,cache,buffer的含義

Swap分區在系統的物理內存不夠用的時候，把物理內存中的一部分空間釋放出來，以供當前運行的程序使用。那些被釋放的空間可能來自一些很長時間沒有什麼操作的程序，這些被釋放的物理內存被臨時保存到Swap分區中，等到那些程序要運行時，再從Swap分區中恢復保存的數據到內存中。

需要說明一點，並不是所有從物理內存中交換出來的數據都會被放到Swap中（如果這樣的話，Swap就會不堪重負），有相當一部分數據被直接交換到文件系統。例如，有的程序會打開一些文件，對文件進行讀寫（其實每個程序都至少要打開一個文件，那就是運行程序本身），當需要將這些程序的內存空間交換出去時，就沒有必要將文件部分的數據放到Swap空間中了，而可以直接將其放到文件裏去。如果是讀文件操作，那麼內存數據被直接釋放，不需要交換出來，因爲下次需要時，可直接從文件系統恢復；如果是寫文件，只需要將變化的數據保存到文件中，以便恢復。但是那些用malloc和new函數生成的對象的數據則不同，它們需要Swap空間，因爲它們在文件系統中沒有相應的“儲備”文件，因此被稱作“匿名”(Anonymous)內存數據。這類數據還包括堆棧中的一些狀態和變量數據等。所以說，Swap空間是“匿名”數據的交換空間。


如果給所有應用分配足夠內存後，物理內存還有剩餘，linux會盡量再利用這些剩餘的空閒內存，以提高整體I/O效率，其方法是把這部分剩餘內存再劃分爲cache及buffer兩部分加以利用。
從磁盤讀取到內存的數據在被相關應用程序讀取後，如果有剩餘內存，則這部分數據會存入cache，以備第2次讀取時，避免重新讀取磁盤。當一個應用程序在內存中修改過數據後，因爲寫入磁盤速度相對較低，在有空閒內存的情況下，這些數據先存入buffer，在以後某個時間再寫入磁盤，從而應用程序可以繼續後面的操作，而不必等待這些數據寫入磁盤的操作完成。
如果在某個時刻，系統需要更多的內存，則會把cache部分擦除，並把buffer中的內容寫入磁盤，從而把這兩部分內存釋放給系統使用，這樣再次讀取cache中的內容時，就需要重新從磁盤讀取了。
通過以上分析可以得知，空閒物理內存不多，不一定表示系統運行狀態很差，因爲內存的cache及buffer部分可以隨時被重用，在某種意義上，這兩部分內存也可以看作詩額外的空閒內存。swap如果被頻繁調用，bi，bo長時間不爲0，則纔是內存資源是否緊張的依據。