1. free 命令

常用的查看内存工具有：top，ps，free，/proc/meminfo，/proc/$PID/status等，一般都指定了虚拟内存占用情况，但ps或/proc/$PID/status中RSS或RSZ指定的是实际内存大小。

free 命令显示系统内存的使用情况，包括物理内存、交换内存(swap)和内核缓冲区内存。free 的统计信息都是来自 /proc/meminfo 文件。

如：centos7 中 free 每 2s 统计一次

[root@tmp opt]# free -m -s 2
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            487          63         121           4         302         385
Swap:          2047           0        2047

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            487          63         121           4         302         385
Swap:          2047           0        2047

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            487          63         121           4         302         385
Swap:          2047           0        2047

字段解释(来自man free 翻译)

free 统计系统中空闲free和已使用used的物理内存和swap交换内存的总量，以及内核使用的缓冲区buffers和缓存caches。这些值是通过分析/proc/meminfo来收集的。

• total: 总的可用内存 (分为 mem 和 swap)

• used: 已使用的内存 total - free - buffers - cache

• free: 未使用的内存 (MemFree and SwapFree in /proc/meminfo)

• shared: 主要由tmpfs使用的共享内存 (Shmem in /proc/meminfo,kernels 2.6.32以上可用,不可用显示 0)

• buffers: 内核buffers使用的内存(Buffers in /proc/meminfo)

• cache:  被page cache和slabs使用的内存 (Cached and Slab in /proc/meminfo)

• buff/cache:  buffers + cache

• available: 不考虑swap的情况下，可以被应用程序使用的物理内存大小。与cache或free字段提供的数据不同，available 考虑了页面缓存，但也不是全部

buffers/cached/slab

Buffers是对原始磁盘块的临时存储，也就是用来缓存磁盘的数据，通常不会特别大(20MB左右)。这样，内核就可以把分散的写集中起来，统一优化磁盘的写入，比如可以把多次小的写合并成单词大的写等等

Cached 是从磁盘读取文件的页缓存，也就是用来缓存从文件读取的数据。这样，下次访问这些文件数据时，就可以直接从内存中快速获取，而不需要再次访问缓慢的磁盘。

Slab 包括两部分

• SReclaimable: 其中记录的是可回收部分

• SUnreclaim: 其中记录的是不可回收部分 

单来说，Buffer 是对磁盘数据的缓存，而 Cache 是文件数据的缓存，它们既会用在读请求中，也会用在写请求中。

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。

• available 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。

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。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

• 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 文件中设置或者修改 swappiness：

vm.swappiness=10

2. 输出样式

RHEL 5 和 RHEL 6

             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:       7778104    2971960    4806144          0     211756    1071092
-/+ buffers/cache:    1689112    6088992
Swap:      4194296          0    4194296

RHEL 7

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:        1012952      252740      158732       11108      601480      543584
Swap:       1048572        5380     1043192

对于RHEL 7，增加了 available 字段，用于代替  -/+ buffers/cache  行

3. free 输出 对应 meminfo 的字段

下表显示了 Red Hat Enterprise Linux 5、6 和 7.0 中的 free 输出与 /proc/meminfo 的字段匹配情况

下表显示了 Red Hat Enterprise Linux 7.1+ (procps-ng 3.3.10) 中的 free 输出与 /proc/meminfo 的字段匹配情况

参考：https://access.redhat.com/solutions/406773