Linux - 内存性能评估

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概述

内存的管理和优化是系统性能优化的一个重要部分，内存资源的充足与否直接影响应用系统的使用性能。在进行内存优化之前，一定要熟悉Linux的内存管理机制，这里我们重点探讨如何通过系统命令监控Linux系统的内存使用状况。

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free 命令

free是监控Linux内存使用状况最常用的指令.

[root@artisan～]# free -mtotal　　　 used　　　 free　　　 shared　　buffers　　 cached
Mem:　　　　　8111　　　　7185　　　　925　　　　　 0　　　　 243　　　　6299
-/+ buffers/cache:　　　　643　　　 7468
Swap:　　　　 8189　　　　　 0　　　 8189

“free –m”表示以MB为单位查看内存使用情况。

在这个输出中，我们重点关注的应该是free列与cached列的输出值，由输出可知，

• 此系统共8GB内存，

• 系统空闲内存还有925MB，

• 其中，缓冲区缓存占用了243MB，

• 页面缓存占用了6299MB，由此可知，系统缓存了很多的文件和目录。

• 而对于应用程序来说，可以使用的内存还有7468MB，当然，这个7468MB包含了缓冲区缓存和页面缓存的值。

• 在Swap项可以看出，交换分区还未使用。

所以，从应用的角度来说，此系统内存资源还非常充足。

一般有这样一个经验公式：当应用程序可用内存/系统物理内存>70%时，表示系统内存资源非常充足，不影响系统性能；当应用程序可用内存/系统物理内存<20%时，表示系统内存资源紧缺，需要增加系统内存；当20%<应用程序可用内存/系统物理内存<70%时，表示系统内存资源基本能满足应用需求，暂时不影响系统性能。

指定的时间段内不间断地监控内存的使用情况

free命令还可以适时监控内存的使用状况，使用“-s”参数可以在指定的时间段内不间断地监控内存的使用情况。

[root@VM-24-3-centos ~]# free -b -s 5

其中，“-b”表示以千字节（也就是1024字节为单位）来显示内存使用情况。 当然了，也可以 free -m -s 5

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通过watch与free相结合动态监控内存状况

通过watch，可以动态监控命令的运行结果，省去手动执行的麻烦。

在watch后面跟上需要运行的命令，watch就会自动重复运行这个命令，默认2秒钟执行一次，并把执行的结果更新在屏幕上。

watch -n 3 -d free

其中，

• “-n”指定重复执行的时间，
• “-d”表示高亮显示变动。

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vmstat命令监控内存

vmstat命令在监控系统内存方面功能强大。

请看下面的一个输出。

procs　-----------memory----------　---swap--　-----io---- --system--　 ----cpu----r　b　 swpd　　free　 buff　　cache　　si　 so　　 bi　　bo　 in　　cs　　us　sy　id　 wa0　0　906440　22796  155616 1325496　340　180　　2　　 4　　　1　　 4　　80　0　 10　100　0　906440　42796  155616 1325496　320　289　　0　　54　　1095　287　 70　15　0　 150　0　906440　42884  155624 1325748　236　387　　2　 102　　1064　 276　78　2　 5　 15

对于内存的监控，在vmstat中重点关注的是swpd、si和so行。从这个输出可以看出，此系统内存资源紧缺，swpd占用了900MB左右内存，si和so占用了很大内在，而由于系统内存的紧缺，导致出现15%左右的系统等待，此时增加系统的内存是必须要做的。

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“sar –r”命令组合

sar命令也可以监控Linux的内存使用状况。可以通过“sar –r”命令组合查看系统内存和交换空间的使用率。

[root@VM-24-3-centos ~]#sar -r 2 3Linux 2.6.9-42.ELsmp (webserver)　　　　11/30/2008　　　_i686_　(8 CPU)09:57:33 PM kbmemfree kbmemused　%memused kbbuffers　kbcached　kbcommit　 %commit
09:57:35 PM　　 897988　 7408556　　89.19　　 249428　　6496532　　786556　　　 4.71
09:57:37 PM　　 898564　 7407980　　89.18　　 249428　　6496532　　784276　　　 4.70
09:57:39 PM　　 899196　 7407348　　89.17　　 249440　　6496520　　782132　　　 4.69
Average:　　　　898583　　7407961　　89.18　　 249432　　6496528　　784321　　　 4.70

其中，

• kbmemfree表示空闲物理内存大小，
• kbmemused表示已使用的物理内存空间大小，
• %memused表示已使用内存占总内存大小的百分比，
• kbbuffers和kbcached分别表示缓冲区缓存和页面缓存的大小，
• kbcommit和%commit分别表示应用程序当前使用的内存大小和使用百分比。

可以看出sar的输出其实与free的输出完全对应，不过sar更加人性化，不仅给出了内存使用量，还给出了内存使用的百分比以及统计的平均值。从%commit项可知，此系统目前内存资源充足。

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小结

这里介绍了内存监控常用的几个指令以及一些经验规则。其实现在的系统在内存方面出现的瓶颈已经很少，因为内存价格很低，充足的内存已经完全能满足应用程序和系统本身的需要。如果系统在内存方面出现瓶颈，很大的可能是应用程序本身的问题造成的。