LINUX系统的内存管理知识详解

内存是Linux内核所管理的最重要的资源之一。内存管理系统是操作系统中最为重要的部分，因为系统的物理内存总是少于系统所需要的内存数量。虚拟内存就是为了克服这个矛盾而采用的策略。系统的虚拟内存通过在各个进程之间共享内存而使系统看起来有多于实际内存的内存容量。Linux支持虚拟内存, 就是使用磁盘作为RAM的扩展，使可用内存相应地有效扩大。核心把当前不用的内存块存到硬盘，腾出内存给其他目的。当原来的内容又要使用时，再读回内存。以下就是我为大家整理到的详细LINUX系统内存管理的知识，欢迎大家阅读!!!

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LINUX系统教程：内存管理的知识详解

一、内存使用情况监测

(1)实时监控内存使用情况

在命令行使用“Free”命令可以监控内存使用情况

代码如下:

#free

total used free shared buffers cached

Mem: 256024 192284 63740 0 10676 101004

-/+ buffers/cache: 80604 175420

Swap: 522072 0 522072

上面给出了一个256兆的RAM和512兆交换空间的系统情况。第三行输出(Mem:)显示物理内存。total列不显示核心使用的物理内存(通常大约1MB)。used列显示被使用的内存总额(第二行不计缓冲)。 free列显示全部没使用的内存。Shared列显示多个进程共享的内存总额。Buffers列显示磁盘缓存的当前大小。第五行(Swap:)对对换空间，显示的信息类似上面。如果这行为全0，那么没使用对换空间。在缺省的状态下，free命令以千字节(也就是1024字节为单位)来显示内存使用情况。可以使用—h参数以字节为单位显示内存使用情况，或者可以使用—m参数以兆字节为单位显示内存使用情况。还可以通过—s参数使用命令来不间断地监视内存使用情况：

#free –b –s2

这个命令将会在终端窗口中连续不断地报告内存的使用情况，每2秒钟更新一次。

(2)组合watch与 free命令用来实时监控内存使用情况：

代码如下:

#watch -n 2 -d free

Every 2.0s: free Fri Jul 6 06:06:12 2007

total used free shared buffers cached

Mem: 233356 218616 14740 0 5560 64784

-/+ buffers/cache: 148272 85084

Swap: 622584 6656 615928

watch命令会每两秒执行 free一次，执行前会清除屏幕，在同样位置显示数据。因为 watch命令不会卷动屏幕，所以适合出长时间的监测内存使用率。可以使用 -n选项，控制执行的频率;也可以利用 -d选项，让命令将每次不同的地方显示出来。Watch命令会一直执行，直到您按下 [Ctrl]-[C] 为止。

二、虚拟内存的概念

(1)Linux虚拟内存实现机制

Linux虚拟内存的实现需要六种机制的支持：地址映射机制、内存分配回收机制、缓存和刷新机制、请求页机制、交换机制、内存共享机制。

首先内存管理程序通过映射机制把用户程序的逻辑地址映射到物理地址，在用户程序运行时如果发现程序中要用的虚地址没有对应的物理内存时，就发出了请求页要求;如果有空闲的内存可供分配，就请求分配内存(于是用到了内存的分配和回收)，并把正在使用的物理页记录在缓存中(使用了缓存机制)。 如果没有足够的内存可供分配，那么就调用交换机制，腾出一部分内存。另外在地址映射中要通过TLB(翻译后援存储器)来寻找物理页;交换机制中也要用到交换缓存，并且把物理页内容交换到交换文件中后也要修改页表来映射文件地址。

(2)虚拟内存容量设定

也许有人告诉你，应该分配2倍于物理内存的虚拟内存，但这是个不固定的规律。如果你的物理保存比较小，可以这样设定。如果你有1G物理内存或更多的话，可以缩小一下虚拟内存。Linux会把大量的内存用做Cache的,但在资源紧张时回收回.。你只要看到swap为0或者很小就可以放心了,因为内存放着不用才是最大的浪费。

三、使甩vmstat命令监视虚拟内存使用情况

vmstat是Virtual Meomory Statistics(虚拟内存统计)的缩写，可对操作系统的虚拟内存、进程、CPU活动进行监视。它是对系统的整体情况进行统计，不足之处是无法对某个进程进行深入分析。通常使用vmstat 5 5(表示在5秒时间内进行5次采样)命令测试。将得到一个数据汇总它可以反映真正的系统情况。

代码如下:

#vmstat 5 5

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- ----cpu----

r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa

1 0 62792 3460 9116 88092 6 30 189 89 1061 569 17 28 54 2

0 0 62792 3400 9124 88092 0 0 0 14 884 434 4 14 81 0

0 0 62792 3400 9132 88092 0 0 0 14 877 424 4 15 81 0

1 0 62792 3400 9140 88092 0 0 0 14 868 418 6 20 74 0

1 0 62792 3400 9148 88092 0 0 0 15 847 400 9 25 67 0

vmstat命令输出分成六个部分：

(1)进程procs：

r：在运行队列中等待的进程数 。

b：在等待io的进程数 。

(2)内存memoy：

swpd：现时可用的交换内存(单位KB)。

free：空闲的内存(单位KB)。

buff: 缓冲去中的内存数(单位：KB)。

cache：被用来做为高速缓存的内存数(单位：KB)。

(3) swap交换页面

si: 从磁盘交换到内存的交换页数量，单位：KB/秒。

so: 从内存交换到磁盘的交换页数量，单位：KB/秒。

(4) io块设备:

bi: 发送到块设备的块数，单位：块/秒。

bo: 从块设备接收到的块数，单位：块/秒。

(5)system系统：

in: 每秒的中断数，包括时钟中断。

cs: 每秒的环境(上下文)切换次数。

(6)cpu中央处理器：

cs：用户进程使用的时间 。以百分比表示。

sy：系统进程使用的时间。 以百分比表示。

id：中央处理器的空闲时间 。以百分比表示。

如果 r经常大于 4 ，且id经常小于40，表示中央处理器的负荷很重。 如果bi，bo 长期不等于0，表示物理内存容量太小。

四、Linux 服务器的内存泄露和回收内存的方法

1、内存泄漏的定义：

一般我们常说的内存泄漏是指堆内存的泄漏。堆内存是指程序从堆中分配的，大小任意的(内存块的大小可以在程序运行期决定)，使用完后必须显示释放的内存。应用程序一般使用malloc，realloc，new等函数从堆中分配到一块内存，使用完后，程序必须负责相应的调用free或释放该内存块，否则，这块内存就不能被再次使用，我们就说这块内存泄漏了。

2、内存泄露的危害

从用户使用程序的角度来看，内存泄漏本身不会产生什么危害，作为一般的用户，根本感觉不到内存泄漏的存在。真正有危害的`是内存泄漏的堆积，这会最终消耗尽系统所有的内存。从这个角度来说，一次性内存泄漏并没有什么危害，因为它不会堆积，而隐式内存泄漏危害性则非常大，因为较之于常发性和偶发性内存泄漏它更难被检测到。存在内存泄漏问题的程序除了会占用更多的内存外，还会使程序的性能急剧下降。对于服务器而言，如果出现这种情况，即使系统不崩溃，也会严重影响使用。

3、内存泄露的检测和回收

对于内存溢出之类的麻烦可能大家在编写指针比较多的复杂的程序的时候就会遇到。在 Linux 或者 unix 下，C、C++语言是最使用工具。但是我们的 C++ 程序缺乏相应的手段来检测内存信息，而只能使用 top 指令观察进程的动态内存总额。而且程序退出时，我们无法获知任何内存泄漏信息。

使用kill命令

使用Linux命令回收内存，我们可以使用Ps、Kill两个命令检测内存使用情况和进行回收。在使用超级用户权限时使用命令“Ps”，它会列出所有正在运行的程序名称，和对应的进程号(PID)。Kill命令的工作原理是：向Linux操作系统的内核送出一个系统操作信号和程序的进程号(PID)。

应用例子：

为了高效率回收内存可以使用命令ps 参数v：

代码如下:

[root@www ~]# ps v

PID TTY STAT TIME MAJFL TRS DRS RSS %MEM COMMAND

2542 tty1 Ss+ 0:00 0 8 1627 428 0.1 /sbin/mingetty tty1

2543 tty2 Ss+ 0:00 0 8 1631 428 0.1 /sbin/mingetty tty2

2547 tty3 Ss+ 0:00 0 8 1631 432 0.1 /sbin/mingetty tty3

2548 tty4 Ss+ 0:00 0 8 1627 428 0.1 /sbin/mingetty tty4

2574 tty5 Ss+ 0:00 0 8 1631 432 0.1 /sbin/mingetty tty5

2587 tty6 Ss+ 0:00 0 8 1627 424 0.1 /sbin/mingetty tty6

2657 tty7 Ss+ 1:18 12 1710 29981 7040 3.0 /usr/bin/Xorg :0 -br -a

2670 pts/2 Ss 0:01 2 682 6213 1496 0.6 -bash

3008 pts/4 Ss 0:00 2 682 6221 1472 0.6 /bin/bash

3029 pts/4 S+ 0:00 2 32 1783 548 0.2 ping 192.168.1.12

3030 pts/2 R+ 0:00 2 73 5134 768 0.3 ps v

然后如果想回收Ping命令的内存的话，使用命令：

代码如下:

# Kill -9 3029

使用工具软件

Memprof是一个非常具有吸引力且非常易于使用的软件，它由Red Hat的Owen Talyor创立。这个工具是用于GNOME前端的Boehm-Demers-Weiser垃圾回收器。这个工具直接就可以执行，并且其工作起来无需对源代码进行任何修改。在程序执行时，这个工具会以图形化的方式显示内存的使用情况。

相关介绍：Linux

严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核，但人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统。

Linux拥有以下特性：类似于Unix的基本思想，支持完全免费与自由传播，完全兼容POSIX1.0标准，支持多用户、多任务、有着良好的界面、支持多种平台。Linux 能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。

Linux有着许多不同的版本，但它们都使用了Linux内核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中，比如手机、平板电脑、路由器、视频游戏控制台、台式计算机、大型机和超级计算机。

Linux命令行查看内存

用 'top -i' 看看有多少进程处于 Running 状态，可能系统存在内存或 I/O 瓶颈，用 free 看看系统内存使用情况，swap 是否被占用很多，用 iostat 看看 I/O 负载情况...

还有一种办法是 ps -ef | sort -k7 ，将进程按运行时间排序，看哪个进程消耗的cpu时间最多。

top:

主要参数 ：

free

1.作用

free命令用来显示内存的使用情况，使用权限是所有用户。

**2.格式 **

**3.主要参数 **

uptime

vmstat

**1 观察磁盘活动情况 **

磁盘活动情况主要从以下几个指标了解：

**2 观察cpu活动情况 **

vmstat比top更能反映出cpu的使用情况：

iostat

用于统计CPU的使用情况及tty设备、硬盘和CD-ROM的I/0量

即使爬到最高的山上，一次也只能脚踏实地地迈一步。

Linux查看CPU和内存使用情况：

在做Linux系统优化的时候，物理内存是其中最重要的一方面。自然的，Linux也提供了非常多的方法来监控宝贵的内存资源的使用情况。下面的清单详细的列出了Linux系统下通过视图工具或命令行来查看内存使用情况的各种方法。

1. /proc/meminfo

查看RAM使用情况最简单的方法是通过 /proc/meminfo 。这个动态更新的虚拟文件实际上是许多其他内存相关工具(如：free / ps / top)等的组合显示。 /proc/meminfo 列出了所有你想了解的内存的使用情况。进程的内存使用信息也可以通过/proc/pid/statm 和 /proc/pid/status 来查看。

atop命令是一个终端环境的监控命令。它显示的是各种系统资源（CPU, memory, network, I/O, kernel）的综合，并且在高负载的情况下进行了彩色标注。

free命令是一个快速查看内存使用情况的方法，它是对 /proc/meminfo 收集到的信息的一个概述。

GNOME System Monitor 是一个显示最近一段时间内的CPU、内存、交换区及网络的使用情况的视图工具。它还提供了一种查看CPU及内存使用情况的方法。

htop命令显示了每个进程的内存实时使用率。它提供了所有进程的常驻内存大小、程序总内存大小、共享库大小等的报告。列表可以水平及垂直滚动。

功能同 4 中介绍的GENOME版本。

memstat是一个有效识别executable(s), process(es) and shared libraries使用虚拟内存情况的命令。给定一个进程ID，memstat可以列出这个进程相关的可执行文件、数据和共享库。

nmon是一个基于ncurses的系统基准测试工具，它可以监控CPU、内存、I/O、文件系统及网络资源等的互动模式。对于内存的使用，它可以实时的显示 总/剩余内存、交换空间等信息。

ps命令可以实时的显示各个进程的内存使用情况。Reported memory usage information includes %MEM (percent of physical memory used), VSZ (total amount of virtual memory used), and RSS (total amount of physical memory used)。你可以使用 “–sort”选项对进程进行排序，例如按RSS进行排序：

smem命令允许你统计基于/proc信息的不同进程和用户的内存使用情况。内存使用情况的分析可以导出图表（如条形图和饼图）。

top命令提供了实时的运行中的程序的资源使用统计。你可以根据内存的使用和大小来进行排序。

vmstat命令显示实时的和平均的统计，覆盖CPU、内存、I/O等内容。例如内存情况，不仅显示物理内存，也统计虚拟内存。

linux可以查看内存使用的命令

1. 使用 free 命令

free 命令是Linux系统中最简单和最常用的内存查看命令

其中， -m 选项是以MB为单位来展示内存使用信息; -h 选项则是以人类(human)可读的单位来展示。

上面的示例中, Mem: 这一行：

total 表示总共有 7822MB 的物理内存(RAM)，即7.6G。

used 表示物理内存的使用量，大约是 322M。

free 表示空闲内存;

shared 表示共享内存?;

buff/cache 表示缓存和缓冲内存量; Linux 系统会将很多东西缓存起来以提高性能，这部分内存可以在必要时进行释放，给其他程序使用。

available 表示可用内存;

2 查看 /proc/meminfo

另一种方法是读取 /proc/meminfo 文件。 我们知道, /proc 目录下都是虚拟文件，包含内核以及操作系统相关的动态信息。  《Linux就该这么学》 学习更多linux知识。

3. 使用 vmstat 命令

使用 vmstat -s 命令和选项, 可以对内存使用情况进行统计， 类似于 /proc/meminfo。

[Linux]gdb查看内存区命令

GNU调试器(GNU Debugger, GDB)是一个开源的源代码级的调试工具,其性能优良、功能齐全、易于使用,在嵌入式系统开发过程中扮演着越来越重要的角色。接下来是我为大家收集的[Linux]gdb查看内存区命令，希望能帮到大家。

[Linux]gdb查看内存区命令

用gdb查看内存

格式: x /nfu

说明

x 是 examine 的缩写

n表示要显示的内存单元的个数

f表示显示方式, 可取如下值

x 按十六进制格式显示变量。

d 按十进制格式显示变量。

u 按十进制格式显示无符号整型。

o 按八进制格式显示变量。

t 按二进制格式显示变量。

a 按十六进制格式显示变量。

i 指令地址格式

c 按字符格式显示变量。

f 按浮点数格式显示变量。

u表示一个地址单元的长度

b表示单字节，

h表示双字节，

w表示四字节，

g表示八字节

Format letters are o(octal), x(hex), d(decimal), u(unsigned decimal),

t(binary), f(float), a(address), i(instruction), c(char) and s(string).

Size letters are b(byte), h(halfword), w(word), g(giant, 8 bytes)

举例

x/3uh buf

表示从内存地址buf读取内容，

h表示以双字节为一个单位，

3表示三个单位，

u表示按十六进制显示

例子：

n是个局部变量

Breakpoint 1, main (argc=1, argv=0xbffff3a4) at calc.c:7

7 int n = atoi(argv[1]);

(gdb) print n

$1 = (int *) 0xbffff2ec

(gdb) x 0xbffff2ec

0xbffff2ec: 0x00282ff4

(gdb) print * (int *) 0xbffff2ec

$2 = 2633716

(gdb) x /4xw 0xbffff2ec

0xbffff2ec: 0x00282ff4 0x080484e0 0x00000000 0xbffff378

(gdb) x /4dw 0xbffff2ec

0xbffff2ec: 2633716 134513888 0 -1073745032

(gdb)

看了“[Linux]gdb查看内存区命令”还想看：

1. Linux使用dmidecode命令查看内存型号

2. Linux下查看CPU型号,内存大小,硬盘空间命令

3. 如何在Linux命令行中查看目录的大小

4. LINUX 查看硬件配置命令的教程

如何使用Linux命令行查看Linux服务器内存使用情况

这方面的指令太多了，大体上整理一下12个吧。

1.

/proc/meminfo

查看ram使用情况最简单的方法是通过

/proc/meminfo。这个动态更新的虚拟文件实际上是许多其他内存相关工具(如：free

/

ps

/

top)等的组合显示。/proc/meminfo列出了所有你想了解的内存的使用情况。进程的内存使用信息也可以通过

/proc/

/statm

和

/proc/

/status

来查看。

2.

atop

atop命令是一个终端环境的监控命令。它显示的是各种系统资源（cpu,

memory,

network,

i/o,

kernel）的综合，并且在高负载的情况下进行了彩色标注。

3、

free

free命令是一个快速查看内存使用情况的方法，它是对

/proc/meminfo

收集到的信息的一个概述。

4.

gnome

system

monitor

gnome

system

monitor

是一个显示最近一段时间内的cpu、内存、交换区及网络的使用情况的视图工具。它还提供了一种查看cpu及内存使用情况的方法。

$

gnome-system-monitor

5.

htop

htop命令显示了每个进程的内存实时使用率。它提供了所有进程的常驻内存大小、程序总内存大小、共享库大小等的报告。列表可以水平及垂直滚动。

6.

kde

system

monitor

功能同

4

中介绍的genome版本。

$

ksysguard

7.

memstat

memstat是一个有效识别

executable(s),

process(es)

and

shared

libraries使用虚拟内存情况的命令。给定一个进程id，memstat可以列出这个进程相关的可执行文件、数据和共享库。

8.

nmon

nmon是一个基于ncurses的系统基准测试工具，它可以监控cpu、内存、i/o、文件系统及网络资源等的互动模式。对于内存的使用，它可以实时的显示

总/剩余内存、交换空间等信息。

9.

ps

ps命令可以实时的显示各个进程的内存使用情况。reported

memory

usage

information

includes

%mem

(percent

of

physical

memory

used),

vsz

(total

amount

of

virtual

memory

used),

and

rss

(total

amount

of

physical

memory

used)。你可以使用

“–sort”选项对进程进行排序，例如按rss进行排序：

$

ps

aux

--sort

-rss

10.

smem

smem命令允许你统计基于/proc信息的不同进程和用户的内存使用情况。内存使用情况的分析可以导出图表（如条形图和饼图）。

$

sudo

smem

--pie

name

-c

"pss"

11.

top

top命令提供了实时的运行中的程序的资源使用统计。你可以根据内存的使用和大小来进行排序。

$

top

12.

vmstat

vmstat命令显示实时的和平均的统计，覆盖cpu、内存、i/o等内容。例如内存情况，不仅显示物理内存，也统计虚拟内存。

$

vmstat

-s

网页题目：linux内存命令行 linux 内存 命令
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