linux中内存升高了如何解决 - 《Linux 学习笔记》

内核态内存占用

这个时候最简单有效的就是自己手动释放内存,或者写一个释放内存的脚本去做这个事情.

linux中的是一个虚拟文件系统，我们可以通过对它的读写操作做为与kernel实体间进行通信的一种手段。也就是说可以通过修改 /proc 中的文件，来对当前kernel的行为做出调整。那么我们可以通过调整/proc/sys/vm/drop_caches来释放内存。

首先，查看/proc/sys/vm/drop_caches的值:

默认值为0. 这里需要解释下drop_caches的值可以是0-3之间的数字，代表不同的含义：

0：不释放（系统默认值）.

1：释放页缓存.

2：释放dentries和inodes.

3：释放所有缓存.

然后，运行sync命令.

> sync

手动执行sync命令（描述：sync 命令运行 sync 子例程。如果必须停止系统，则运行sync 命令以确保文件系统的完整性。sync 命令将所有未写的系统缓冲区写到磁盘中，包含已修改的 i-node、已延迟的块 I/O 和读写映射文件）最后，输入手动释放内存的命令.

> echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches

等到我们释放完内存后改回去让系统重新自动分配内存.

> echo 0 >/proc/sys/vm/drop_caches

在Linux系统下，我们一般不需要去释放内存，因为系统已经将内存管理的很好。但是，有的时候内存会被缓存占用掉，导致系统使用SWAP空间影响性能，例如当你在linux下频繁存取文件后,物理内存会很快被用光,当程序结束后,内存不会被正常释放,而是一直作为caching。，此时就需要执行释放内存（清理缓存）的操作了。

Linux系统的缓存机制设计的很棒，会针对dentry（用于VFS，加速文件路径名到inode的转换）、Buffer Cache（针对磁盘块的读写）和Page Cache（针对文件inode的读写）进行缓存操作。在进行了大量文件操作之后，缓存会把内存资源基本用光。然而此时呢我们文件操作已经完成，这部分缓存已经用不到了。这个时候，我们难道只能眼睁睁的看着缓存把内存空间占据掉吗？所以，我们还是有必要来手动进行Linux下释放内存的操作，其实也就是释放缓存的操作了。

/proc是一个虚拟文件系统,我们可以通过对它的读写操作做为与kernel实体间进行通信的一种手段.也就是说可以通过修改/proc中的文件,来对当前kernel的行为做出调整.那么我们可以通过调整/proc/sys/vm/drop_caches来释放内存。要达到释放缓存的目的，我们首先需要了解下关键的配置文件/proc/sys/vm/drop_caches。这个文件中记录了缓存释放的参数，默认值为0，也就是不释放缓存。

一般复制了文件后,可用内存会变少，都被cached占用了，这是linux为了提高文件读取效率的做法：为了提高磁盘存取效率, Linux做了一些精心的设计, 除了对dentry进行缓存(用于VFS,加速文件路径名到inode的转换), 还采取了两种主要Cache方式：Buffer Cache和Page Cache。前者针对磁盘块的读写，后者针对文件inode的读写。这些Cache有效缩短了 I/O系统调用(比如read,write,getdents)的时间。”

释放内存前先使用sync命令做同步，以确保文件系统的完整性，将所有未写的系统缓冲区写到磁盘中，包含已修改的 i-node、已延迟的块 I/O 和读写映射文件。否则在释放缓存的过程中，可能会丢失未保存的文件。

然后通过:

> free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:          15883         965        1057           2       13860       10172
Swap:             0           0           0

total 内存总数
used 已经使用的内存数，一般情况这个值会比较大，因为这个值包括了cache 应用程序使用的内存
free 空闲的内存数
shared 多个进程共享的内存总额
buffers缓存，主要用于目录方面,inode值等（ls大目录可看到这个值增加）
cached 缓存，用于已打开的文件

这里的可以用内存就是free memory buffers cached。

top命令用来查看具体进程消耗的内存空间。

> top
top - 22:49:09 up 6 days, 11:04,  1 user,  load average: 0.05, 0.11, 0.13
Tasks: 233 total,   1 running, 232 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.1 us,  0.1 sy,  0.0 ni, 99.8 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem : 19264560 total,  5250212 free,   820192 used,  8794156 buff/cache
KiB Swap:        0 total,        0 free,        0 used. 10768300 avail Mem
  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ COMMAND
 4709 root      20   0 3101008 119788  35696 S   1.3  0.7 182:29.21 kubelet
 1527 root      20   0 3362068 113276  25004 S   1.0  0.7 192:35.61 dockerd
 1849 root      20   0 2401924  53416  12728 S   0.7  0.3  35:12.78 docker-containe
18139 root      20   0  162124   2408   1612 R   0.7  0.0   0:00.34 top
 3190 root      20   0  700332  46788   5284 S   0.3  0.3   7:27.10 salt-minion
11669 root      20   0  142088  27076  13304 S   0.3  0.2   6:51.16 kube-proxy
17152 root      10 -10  436896   2748   2264 S   0.3  0.0   3:39.81 AliSecGuard
    1 root      20   0   44608   4984   2588 S   0.0  0.0   2:05.33 systemd
    3 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:02.84 ksoftirqd/0
    5 root       0 -20       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 kworker/0:0H
    7 root      rt   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:01.97 migration/0
    8 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 rcu_bh
    9 root      20   0       0      0      0 S   0.0  0.0   4:21.17 rcu_sched
   10 root       0 -20       0      0      0 S   0.0  0.0   0:00.00 lru-add-drain
   11 root      rt   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:01.44 watchdog/0
   12 root      rt   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:01.21 watchdog/1
   13 root      rt   0       0      0      0 S   0.0  0.0   0:06.15 migration/1

通过%MEM列，就可以查看哪几个进程占用了大量的内存，在缓解内存不足的紧急情况时，可以终止这些占用内存较多的进程。

top命令中有以下与内存相关的数据列：

PID：进程的ID.
USER：进程所有者.
PR：进程的优先级别，越小越优先被执行.
NInice：值.
VIRT：进程占用的虚拟内存.
RES：进程占用的物理内存.
SHR：进程使用的共享内存.
S：进程的状态。S表示休眠，R表示正在运行，Z表示僵死状态，N表示该进程优先值为负数.
%CPU：进程占用CPU的使用率.
%MEM：进程使用的物理内存和总内存的百分比.
TIME+：该进程启动后占用的总的CPU时间，即占用CPU使用时间的累加值。.
COMMAND：进程启动命令名称.

使用free命令可以查看内存的总体使用，显示的内容也包括交换分区的大小，可以使用swapon，swapoff，命令开启或关闭交换空间，交换空间是磁盘上的文件，并不是真正的内存空间。

此时交换分区显示全为0，说明系统没有开启交换分区。swapon命令可以启用交换分区。当内存不足时，系统会选择通过将部分不常被访问的内存页交换到内存空间，或者删除部分cache的文件来释放内存空间。

系统的可用内存一般等于物理内存 + 交换分区。交换分区在磁盘上，因此速度比内存读写要慢得多。

交换分区实际上就是磁盘上的文件，可以通过mkswap命令来创建交换空间。

> slabtop

slab系统用来处理系统中比较小的元数据，如文件描述符等，进而组织内核态的内存分配。

一个slab包含多个object，例如dentry这些数据结构就是object，可以通过slabtop命令查看系统中活动的object的数量与内存占用情况，从而了解哪些数据结构最占用内核态的内存空间。

例如：使用slabtop命令查看内核数据结构及内存占用

 Active / Total Objects (% used)    : 1222616 / 1575898 (77.6%)
 Active / Total Slabs (% used)      : 39945 / 39945 (100.0%)
 Active / Total Caches (% used)     : 67 / 125 (53.6%)
 Active / Total Size (% used)       : 276332.00K / 318115.77K (86.9%)
 Minimum / Average / Maximum Object : 0.01K / 0.20K / 15.75K
  OBJS ACTIVE  USE OBJ SIZE  SLABS OBJ/SLAB CACHE SIZE NAME
848211 516003  60%    0.10K  21749       39     86996K buffer_head
 75300  73560  97%    0.63K   3012       25     48192K proc_inode_cache
 70224  70224 100%    0.96K   2128       33     68096K ext4_inode_cache
 52530  50791  96%    0.04K    515      102      2060K ext4_extent_status
 30702  29066  94%    0.19K    731       42      5848K kmalloc-192
 27076  22278  82%    0.55K    967       28     15472K radix_tree_node
 26532  26532 100%    0.11K    737       36      2948K sysfs_dir_cache
 20910  20910 100%    0.05K    246       85       984K shared_policy_node
 12712  12712 100%    0.57K    454       28      7264K inode_cache
 11536  10815  93%    0.07K    206       56       824K anon_vma
  9088   7840  86%    0.03K     71      128       284K kmalloc-32
  6752   3567  52%    0.25K    211       32      1688K kmalloc-256
  6656   6656 100%    0.02K     26      256       104K kmalloc-16
  6560   4747  72%    0.12K    205       32       820K kmalloc-128
  6656   6656 100%    0.02K     26      256       104K kmalloc-16

这里通常需要关注有两点:

哪些数据结构的内存占用最大，
哪些类型的数据结构对应的object最多，比如inode多代表文件系统被大量引用等。

该交互命令支持的选项与排序标准有：

选项：
--delay=n, -d n    每隔n秒刷新信息
--once, -o         只显示一次
--sort=S, -s S     按照S排序，其中S为排序标准
排序标准(shift + 对应的键)：
a：根据active objects数量高低排序
b：根据 objects / slab高低来排序
c：根据cache大小排序
l：根据slab数量排序
v：根据active slabs数量排序
n：按 name 排序
o：按照 objects 数量排序
p：按照 pages / slab 的值排序
s：按照 object 大小排序
u：按照 cache 使用量排序

vmstat命令可以查看内存使用的动态变化，

例如：使用vmstat动态监视内存变动

其中vmstat N 代表每隔N秒更新一次数据。

> sync     //先将内存刷出，避免数据丢失
> echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches //释放pagecache
> echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches //释放dentry和inode

通常情况下，应用在系统上稳定运行了，free值也会保持在一个稳定值的，虽然看上去可能比较小。当发生内存不足、应用获取不到可用内存、OOM错误等问题时，还是更应该去分析应用方面的原因，如用户量太大导致内存不足、发生应用内存溢出等情况，否则，清空buffer，强制腾出free的大小，可能只是把问题给暂时屏蔽了，所以说一般情况下linux都不用经常手动释放内存。