$ free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 501M 146M 19M 9.7M 335M 331M
Swap: 1.0G 85M 938M
$ free -w -h
total used free shared buffers cache available
Mem: 501M 146M 19M 9.7M 155M 180M 331M
Swap: 1.0G 85M 938M
Как я могу описать или объяснить "буферы" в выводе free?
У меня нет (известных) проблем с этой системой. Я только удивлен и любопытно видеть, что «буферы» почти так же высоки, как «кэш» (155M против 180M). Я думал, что «кеш» представляет собой кеш страниц содержимого файла и, как правило, является наиболее значимой частью «кеша / буферов». Мне менее понятно, для чего нужны «буферы».
Например, я сравнил это с моим ноутбуком, который имеет больше оперативной памяти. На моем ноутбуке число «буферов» на порядок меньше, чем «кэш» (200M против 4G). Если бы у меня было правильное понимание того, что такое «буферы», я мог бы начать спрашивать, почему буферы могут увеличиваться до такой большой пропорции в меньшей системе.
man proc (Я игнорирую смешно устаревшее определение «большой»):
Буферы% lu
Относительно временное хранилище для необработанных дисковых блоков, которые не должны быть очень большими (20 МБ или около того).
Кэшированный% lu
Кэш в памяти для файлов, читаемых с диска (кеш страниц). Не включает SwapCached.
$ free -V
free from procps-ng 3.3.12
$ uname -r
4.9.0-6-marvell
$ systemd-detect-virt
none
$ cat /proc/meminfo
MemTotal: 513976 kB
MemFree: 20100 kB
MemAvailable: 339304 kB
Buffers: 159220 kB
Cached: 155536 kB
SwapCached: 2420 kB
Active: 215044 kB
Inactive: 216760 kB
Active(anon): 56556 kB
Inactive(anon): 73280 kB
Active(file): 158488 kB
Inactive(file): 143480 kB
Unevictable: 10760 kB
Mlocked: 10760 kB
HighTotal: 0 kB
HighFree: 0 kB
LowTotal: 513976 kB
LowFree: 20100 kB
SwapTotal: 1048572 kB
SwapFree: 960532 kB
Dirty: 240 kB
Writeback: 0 kB
AnonPages: 126912 kB
Mapped: 40312 kB
Shmem: 9916 kB
Slab: 37580 kB
SReclaimable: 29036 kB
SUnreclaim: 8544 kB
KernelStack: 1472 kB
PageTables: 3108 kB
NFS_Unstable: 0 kB
Bounce: 0 kB
WritebackTmp: 0 kB
CommitLimit: 1305560 kB
Committed_AS: 1155244 kB
VmallocTotal: 507904 kB
VmallocUsed: 0 kB
VmallocChunk: 0 kB
$ sudo slabtop --once
Active / Total Objects (% used) : 186139 / 212611 (87.5%)
Active / Total Slabs (% used) : 9115 / 9115 (100.0%)
Active / Total Caches (% used) : 66 / 92 (71.7%)
Active / Total Size (% used) : 31838.34K / 35031.49K (90.9%)
Minimum / Average / Maximum Object : 0.02K / 0.16K / 4096.00K
OBJS ACTIVE USE OBJ SIZE SLABS OBJ/SLAB CACHE SIZE NAME
59968 57222 0% 0.06K 937 64 3748K buffer_head
29010 21923 0% 0.13K 967 30 3868K dentry
24306 23842 0% 0.58K 4051 6 16204K ext4_inode_cache
22072 20576 0% 0.03K 178 124 712K kmalloc-32
10290 9756 0% 0.09K 245 42 980K kmalloc-96
9152 4582 0% 0.06K 143 64 572K kmalloc-node
9027 8914 0% 0.08K 177 51 708K kernfs_node_cache
7007 3830 0% 0.30K 539 13 2156K radix_tree_node
5952 4466 0% 0.03K 48 124 192K jbd2_revoke_record_s
5889 5870 0% 0.30K 453 13 1812K inode_cache
5705 4479 0% 0.02K 35 163 140K file_lock_ctx
3844 3464 0% 0.03K 31 124 124K anon_vma
3280 3032 0% 0.25K 205 16 820K kmalloc-256
2730 2720 0% 0.10K 70 39 280K btrfs_trans_handle
2025 1749 0% 0.16K 81 25 324K filp
1952 1844 0% 0.12K 61 32 244K kmalloc-128
1826 532 0% 0.05K 22 83 88K trace_event_file
1392 1384 0% 0.33K 116 12 464K proc_inode_cache
1067 1050 0% 0.34K 97 11 388K shmem_inode_cache
987 768 0% 0.19K 47 21 188K kmalloc-192
848 757 0% 0.50K 106 8 424K kmalloc-512
450 448 0% 0.38K 45 10 180K ubifs_inode_slab
297 200 0% 0.04K 3 99 12K eventpoll_pwq
288 288 100% 1.00K 72 4 288K kmalloc-1024
288 288 100% 0.22K 16 18 64K mnt_cache
287 283 0% 1.05K 41 7 328K idr_layer_cache
240 8 0% 0.02K 1 240 4K fscrypt_info
Ответы:
Buffersиспользуются?Buffersв частности, быть больше или меньше?1. В чем разница между «буфером» и кешем другого типа?
Buffersсообщает объем кеш страницы, используемый для блочных устройств. Ядро должно сознательно вычесть это количество из остальной части кэша страниц, когда оно сообщаетCached.Смотрите meminfo_proc_show () :
2. Почему мы видим это различие так заметно? (Возможная историческая причина)
Кэш страниц работает в единицах размера страницы MMU, обычно не менее 4096 байт. Это важно для
mmap()доступа к файлу с отображением в памяти. [1] [2] Он используется для обмена страницами загруженного кода программы / библиотеки между независимыми процессами и позволяет загружать отдельные страницы по требованию. (Также для выгрузки страниц, когда кому-то еще нужно место, и они недавно не использовались).[1] Отображение в памяти ввода-вывода - руководство по библиотеке GNU C.
[2]
mmap- Википедия.В ранних версиях UNIX был «буферный кеш» дисковых блоков и не было mmap (). Очевидно, когда mmap () был впервые добавлен, они просто запирали кэш страницы поверх кеша буфера. Это так грязно, как кажется. В конце концов ОС на базе UNIX избавилась от буферного кеша. Так что теперь весь файловый кеш находится в единицах страниц. Страницы ищутся по (файлу, смещению), а не по месту на диске. Это было названо «унифицированным буферным кешем», возможно, потому что люди были более знакомы с «буферным кешем». [3]
[3] UBC: эффективная подсистема ввода-вывода и кэширования памяти для NetBSD
«Один интересный поворот, который добавляет Linux, заключается в том, что номера блоков устройств, где страница хранится на диске, кэшируются вместе со страницей в форме списка
buffer_headструктур. Когда измененная страница должна быть записана обратно на диск, ввод / вывод запросы могут быть отправлены драйверу устройства сразу, без необходимости считывания каких-либо косвенных блоков, чтобы определить, куда должны быть записаны данные страницы. "[3]В Linux 2.2 был отдельный «буферный кеш», используемый для записи, но не для чтения. «Кэш страницы использовал буферный кэш для записи своих данных, нуждаясь в дополнительной копии данных, и удваивая требования к памяти для некоторых нагрузок записи» (?). [4] Давайте не будем сильно беспокоиться о деталях, но эта история будет одной из причин, почему Linux сообщает об
Buffersиспользовании отдельно.[4] Замена страницы в Linux 2.4, управление памятью , Рик ван Риэль.
Напротив, в Linux 2.4 и выше, дополнительная копия не существует. «Система выполняет дисковый ввод-вывод непосредственно со страницы кэша страниц». [4] Linux 2.4 был выпущен в 2001 году.
3. Для чего
Buffersиспользуются?Блочные устройства обрабатываются как файлы и поэтому имеют кеш страниц. Это используется «для метаданных файловой системы и кэширования необработанных блочных устройств». [4] Но в текущих версиях Linux файловые системы не копируют содержимое файла через него, поэтому «двойное кэширование» отсутствует.
Я думаю, что
Buffersчасть кэша страниц является буферным кэшем Linux. Хотя некоторые источники могут не согласиться с этой терминологией.Размер буферного кеша, который используется файловой системой, зависит от деталей конкретной файловой системы. Система, о которой идет речь, использует ext4. ext3 / ext4 используют буферный кеш Linux для журнала, для содержимого каталога и некоторых других метаданных.
- Послать статью по Ted Цо , 2013
- Пара ответов Quora от Роберта Лава , последнее обновление 2013 года.
Оба автора являются разработчиками Linux, которые работали с управлением памятью ядра Linux. Первый источник более конкретен о технических деталях. Второй источник - это более общее резюме, которое может противоречить и устареть в некоторых деталях.
Это правда, что файловые системы могут выполнять частичную запись метаданных страницы, даже если кэш индексируется по страницам. Даже пользовательские процессы могут выполнять частичную запись страниц, когда они используют
write()(в отличие отmmap()), по крайней мере, напрямую на блочное устройство. Это относится только к записи, а не к чтению. Когда вы читаете кеш страниц, кеш страниц всегда читает полные страницы.Линус любил разглагольствовать, что буферный кеш не требуется для выполнения записей размером с блок, и что файловые системы могут выполнять частичную запись метаданных страницы, даже если кеш страниц прикреплен к их собственным файлам вместо блочного устройства. Я уверен, что он прав, что ext2 делает это. ext3 / ext4 с его журналирующей системой нет. Менее понятно, какие проблемы привели к этому дизайну. Люди, на которых он разглагольствовал, устали объяснять.
ext4_readdir () не был изменен для удовлетворения разглагольствования Линуса. Я не вижу его желаемого подхода, используемого в readdir () других файловых систем. Я думаю, что XFS также использует буферный кеш для каталогов. bcachefs вообще не использует кеш страниц для readdir (); он использует свой собственный кеш для btrees. Я мог бы что-то упустить в btrfs.
4. Почему мы можем ожидать,
Buffersв частности, быть больше или меньше?В этом случае оказывается, что размер журнала ext4 для моей файловой системы составляет 128M. Это объясняет, почему 1) мой буферный кэш может стабилизироваться на уровне чуть более 128 МБ; 2) буферный кэш не масштабируется пропорционально большему объему оперативной памяти на моем ноутбуке.
Другие возможные причины см. В разделе « Что такое столбец буферов в выводе free»? Обратите внимание, что «буферы», о которых сообщается, на
freeсамом деле являются комбинациейBuffersи восстанавливаемой памятью блоков.Чтобы убедиться, что записи журнала используют буферный кэш, я смоделировал файловую систему в хорошей быстрой оперативной памяти (tmpfs) и сравнил максимальное использование буфера для журналов разных размеров.
История этого ответа: как я пришел посмотреть журнал
Сначала я нашел электронную почту Теда Цо, и был заинтригован тем, что она подчеркивает кэширование записи . Было бы удивительно, если бы «грязные» неписанные данные могли достигать 30% оперативной памяти в моей системе.
sudo atopпоказывает, что в течение 10-секундного интервала рассматриваемая система последовательно записывает только 1 МБ. Соответствующая файловая система сможет поддерживать скорость более чем в 100 раз. (Это на жестком диске USB2, максимальная пропускная способность ~ 20 МБ / с).Использование blktrace (
btrace -w 10 /dev/sda) подтверждает, что кэшируемые IO должны быть записаны, потому что данные почти не читаются. Кроме того,mysqldэто единственный процесс в пользовательском пространстве, который выполняет IO.Я остановил службу, ответственную за запись (запись icinga2 в mysql) и перепроверил. Я видел, как «буферы» упали до 20M - у меня нет объяснений этому - и остаюсь там. При перезапуске устройства записи «буферы» увеличиваются на ~ 0.1M за каждые 10 секунд. Я наблюдал, как он постоянно поддерживает эту скорость, поднимаясь обратно до 70 м и выше.
Работы
echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_cachesбыло достаточно, чтобы снова снизить «буферы» до 4,5М. Это доказывает, что мое накопление буферов является «чистым» кешем, который Linux может немедленно удалить при необходимости. Эта система не накапливает неписанные данные. (drop_cachesне выполняет обратной записи и, следовательно, не может удалить грязные страницы. Если вы хотите запустить тест, который сначала очистил кэш, вы должны использоватьsyncкоманду).Весь каталог mysql только 150M. Накопительные буферы должны представлять блоки метаданных из записей mysql, но меня удивило, что для этих данных будет так много блоков метаданных.
источник
Ваша версия
freeимеет правильную идею. По умолчанию он объединяет буферы и кеш в своем отчете. Это потому, что они в основном одно и то же. Они оба запоминают в оперативной памяти (быстрее, чем вторичное хранилище: диски и SSD) то, что он уже видел при чтении дисков и SSD.Если операционная система чувствует, что память лучше используется чем-то другим, она может освободить ее. Поэтому не беспокойтесь о буфере и кеше.
Однако просмотр DVD может привести к увеличению буфера и исключению другого содержимого буфера / кэша. Поэтому вы можете использовать nocache для запуска проигрывателя DVD ( если это вызывает проблемы ).
источник