Linux free

free 命令相對於top 提供了更簡潔的查看系統內存使用情況：
$ free

                                      total            used         free      shared       buffers       cached
Mem:                        255268       238332     16936       0           85540       126384
-/+ buffers/cache:                        26408        228860
Swap:                        265000          0           265000

其中的相關說明：　　

Mem：表示物理內存統計
-/+ buffers/cached：表示物理內存的緩存統計
Swap：表示硬盤上交換分區的使用情況（這裏我們不去關心）
系統的總物理內存：255268Kb（256M），但系統當前真正可用的內存並不是第一行free 標記的 16936Kb，它僅代表未被分配的內存。
我們使用total1、used1、free1、used2、free2 等名稱來代表上面統計數據的各值，1、2 分別代表第一行和第二行的數據。

total1：    表示物理內存總量。
used1：     表示總計分配給緩存（包含buffers 與cache ）使用的數量，但其中可能部分緩存並未實際使用。
free1：     未被分配的內存。
shared1：   共享內存，一般系統不會用到，這裏也不討論。
buffers1： 系統分配但未被使用的buffers 數量。
cached1：   系統分配但未被使用的cache 數量。buffer 與cache 的區別見後面。

used2：     實際使用的buffers 與cache 總量，也是實際使用的內存總量。
free2：     未被使用的buffers 與cache 和未被分配的內存之和，這就是系統當前實際可用內存。

　　可以整理出如下等式：
total1 = used1 + free1
total1 = used2 + free2
used1   = buffers1 + cached1 + used2
free2   = buffers1 + cached1 + free1

　　buffer 與cache 的區別
A buffer is something that has yet to be "written" to disk.
A cache is something that has been "read" from the disk and stored for later use.

　　更詳細的解釋參考：Difference Between Buffer and Cache
對於共享內存（Shared memory），主要用於在UNIX 環境下不同進程之間共享數據，是進程間通信的一種方法，一般的應用程序不會申請使用共享內存，筆者也沒有去驗證共享內存對上面等式的影響。如果你有興趣， 請參考：What is Shared Memory?

　　cache 和 buffer的區別：
Cache： 高速緩存，是位於CPU與主內存間的一種容量較小但速度很高的存儲器。由於CPU的速度遠高於主內存，CPU直接從內存中存取數據要等待一定時間周 期，Cache中保存着CPU剛用過或循環使用的一部分數據，當CPU再次使用該部分數據時可從Cache中直接調用,這樣就減少了CPU的等待時間,提 高了系統的效率。Cache又分爲一級Cache(L1 Cache)和二級Cache(L2 Cache)，L1 Cache集成在CPU內部，L2 Cache早期一般是焊在主板上,現在也都集成在CPU內部，常見的容量有256KB或512KB L2 Cache。
Buffer：緩衝區，一個用於存儲速度不同步的設備或優先級不同的設備之間傳輸數據的區域。通過緩衝區，可以使進程之間的相互等待變少，從而使從速度慢的設備讀入數據時，速度快的設備的操作進程不發生間斷。

　　Free中的buffer和cache：（它們都是佔用內存）：
buffer: 作爲buffer cache的內存，是塊設備的讀寫緩衝區
cache: 作爲page cache的內存, 文件系統的cache

　　如果 cache 的值很大，說明cache住的文件數很多。如果頻繁訪問到的文件都能被cache住，那麼磁盤的讀IO bi會非常小。

Buffer和Cache的區別

    緩存（cached）是把讀取過的數據保存起來，重新讀取時若命中（找到需要的數據）就不要去讀硬盤了，若沒有命中就讀硬盤。其中的數據會根據讀取頻率進行組織，把最頻繁讀取的內容放在最容易找到的位置，把不再讀的內容不斷往後排，直至從中刪除。

    緩衝（buffers）是根據磁盤的讀寫設計的，把分散的寫操作集中進行，減少磁盤碎片和硬盤的反覆尋道，從而提高系統性能。linux有一個守護進程定 期清空緩衝內容（即寫如磁盤），也可以通過sync命令手動清空緩衝。舉個例子吧：我這裏有一個ext2的U盤，我往裏面cp一個3M的MP3，但U盤的 燈沒有跳動，過了一會兒（或者手動輸入sync）U盤的燈就跳動起來了。卸載設備時會清空緩衝，所以有些時候卸載一個設備時要等上幾秒鐘。

修改/etc/sysctl.conf中的vm.swappiness右邊的數字可以在下次開機時調節swap使用策略。該數字範圍是0～100，數字越大越傾向於使用swap。默認爲60，可以改一下試試。
兩者都是RAM中的數據。簡單來說，buffer是即將要被寫入磁盤的，而cache是被從磁盤中讀出來的。
buffer是由各種進程分配的，被用在如輸入隊列等方面，一個簡單的例子如某個進程要求有多個字段讀入，在所有字段被讀入完整之前，進程把先前讀入的字段放在buffer中保存。
cache經常被用在磁盤的I/O請求上，如果有多個進程都要訪問某個文件，於是該文件便被做成cache以方便下次被訪問，這樣可提供系統性能。

Linux的內存管理，實際上跟windows的內存管理有很相像的地方，都是用虛擬內存這個的概念，說到這裏不得不罵MS，爲什麼在很多時候還有很大的物理內存的時候，卻還是用到了pagefile. 所以才經常要跟一幫人吵着說Pagefile的大小，以及如何分配這個問題，在Linux大家就不用再吵什麼swap大小的問題，我個人認爲，swap設個512M已經足夠了，如果你問說512M的SWAP不夠用怎麼辦？只能說大哥你還是加內存吧，要不就檢查你的應用，是不是真的出現了memory leak.

在Linux下查看內存我們一般用command free
[root@nonamelinux ~]# free
                  total           used       free     shared    buffers     cached
Mem:    386024      377116     8908       0           21280     155468
-/+ buffers/cache:     200368    185656
Swap:    393552            0          393552
下面是對這些數值的解釋：
第二行(mem)：
total:總計物理內存的大小。
used:已使用多大。
free:可用有多少。
Shared:多個進程共享的內存總額。
Buffers/cached:磁盤緩存的大小。
第三行(-/+ buffers/cached):
used:已使用多大。
free:可用有多少。
第四行就不多解釋了。
區別：
第二行(mem)的used/free與第三行(-/+ buffers/cache) used/free的區別。
這兩個的區別在於使用的角度來看，第一行是從OS的角度來看，因爲對於OS，buffers/cached 都是屬於被使用，所以他的可用內存是8908KB,已用內存是377116KB,其中包括，內核（OS）使用+Application(X,oracle,etc)使用的+buffers+cached.
第三行所指的是從應用程序角度來看，對於應用程序來說，buffers/cached 是等於可用的，因爲buffer/cached是爲了提高文件讀取的性能，當應用程序需在用到內存的時候，buffer/cached會很快地被回收。
所以從應用程序的角度來說，可用內存=系統free（ memory+buffers+cached.）
如上例：
185656=8908+21280+155468
接下來解釋什麼時候內存會被交換，以及按什麼方交換。
當可用內存少於額定值的時候，就會開會進行交換.
如何看額定值（RHEL4.0）：
#cat /proc/meminfo
交換將通過三個途徑來減少系統中使用的物理頁面的個數：　
1.減少緩衝與頁面cache的大小，
2.將系統V類型的內存頁面交換出去，　
3.換出或者丟棄頁面。(Application 佔用的內存頁，也就是物理內存不足）。
事實上，少量地使用swap是不是影響到系統性能的。