Linux内核的页缓存概述

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linux kerne malloc实现原理-概述说明以及解释

linux kerne malloc实现原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:在现代操作系统中，内存管理是一个极其重要的组成部分。

在Linux 内核中，malloc函数是用来动态分配内存的函数之一。

本文将深入探讨Linux Kernel中malloc函数的实现原理。

malloc函数的实现原理涉及到内存分配算法、数据结构以及Linux Kernel内部机制。

深入了解malloc函数的实现原理可以帮助我们更好地理解Linux内核的内存管理机制，提高系统的性能和稳定性。

通过分析Linux Kernel中malloc函数的实现原理，我们可以深入了解内核中内存管理的机制，为我们在实际开发中更好地利用和优化内存提供指导和参考。

本文旨在通过详细的介绍和分析，帮助读者深入理解Linux Kernel中malloc函数的实现原理，为内核开发和系统优化提供参考。

1.2 文章结构文章结构部分将包括以下内容：1. Linux Kernel简介：介绍Linux Kernel的基本概念和功能，以及其在操作系统中的重要性。

2. 内存管理：讨论Linux Kernel中的内存管理机制，包括内存分配和释放方式等。

3. Malloc实现原理：深入探讨Linux Kernel中malloc函数的实现原理，从内存分配算法到数据结构的设计等方面进行详细分析。

4. 结论：总结文章要点，对Linux Kernel中malloc实现原理的重要性进行概括，并展望未来可能的发展方向。

1.3 目的本文的主要目的是深入探讨Linux Kernel中的malloc实现原理。

通过对内存管理和malloc算法的讲解，希望读者能够了解Linux Kernel中如何进行内存分配和释放操作。

通过分析malloc的实现原理，读者可以更好地理解程序中内存分配的过程，从而提高代码的效率和性能。

同时，通过对malloc算法的详细解析，读者可以了解到Linux Kernel是如何管理内存的，从而进一步优化程序的性能和可靠性。

操作系统的缓存机制

操作系统的缓存机制
前面我们讲过磁盘与内存有1000W倍以上的速度差异。

操作系统访问磁盘的速度很慢，但访问内存速度很快。

所以，为了让操作系统能够快速访问磁盘，就需要用到操作系统本身就有的缓存机制。

而这个缓存机制就是“操作系统利用内存减少磁盘访问次数”。

以Linux（X86）页面机制为例
操作系统中有一个“虚拟内存机制”：指的是虚拟内存机制可以将逻辑的线性地址变成物理
的物理地址。

什么是虚拟内存机制？
（操作系统查询内存，由操作系统
管理。

并在内核中将内存抽象化）
这样，进程就更容易处理。

上图理解：
1.当进程访问内存时，操作系统会分配给进程一个空地址，进程就从0x000开始把数据写入内存。

2.操作系统分配给进程的空间大小是4KB的页面的内存块，当进程要求分配内存时，操作系统就会分配足够的页面（至少一个4KB）传递给进程。

3.当内存不够用时，操作系统会自动想办法去分配。

当无法分配所有内存时，内存资源使用率就会达到100%。

.
虚拟内存机制作用：
1.具有让进程更容易地访问内存等好处。

2.操作系统在内核中将内存抽象化。

3.操作系统以页面为单位分配物理内存并管理。

linux 内存阈值机制

linux 内存阈值机制
Linux的内存阈值机制主要有两个方面：内存压力检测和内存
回收。

1. 内存压力检测：
Linux通过检测内存压力来确定是否需要进行内存回收。

内存
压力可以分为三个级别：
- 压力级别0（Normal）：内存压力正常，系统没有相关问题。

- 压力级别1（Moderate）：内存压力增加，系统开始出现内
存回收的迹象。

- 压力级别2（Critical）：内存压力非常高，系统处于非常紧
急的内存回收状态。

根据不同的内存压力级别，系统会采取不同的内存回收策略，以确保系统性能的稳定性和正常运行。

2. 内存回收：
当系统内存压力增加时，Linux会通过以下几种方式进行内存
回收：
- Page cache回收：Page cache是由内核缓存的文件数据，当内存压力增加时，Linux会回收一部分Page cache来释放内存。

- Slab回收：Slab是内核中用于分配和管理小块内存的数据结构。

当内存压力增加时，Linux会回收一部分Slab来释放内存。

- Swap空间使用：当内存压力非常高时，Linux还可以利用Swap空间来释放一部分内存。

Swap是一种硬盘空间，在物理
内存不足时可以用作临时存储。

总结起来，Linux的内存阈值机制主要通过内存压力检测和内存回收来实现，根据系统的内存压力级别，动态调整内存回收策略，以维持系统的正常运行。

内存中的Buffer和Cache

内存中的Buffer和Cache这个界⾯包含了物理内存Mem和交换分区Swap的使⽤情况，其中包括以⽤内存、缓存、可⽤内存等。

其中缓存是buffer和cache这两部分的总和。

从字⾯意思理解，Buffer和Cache分别代表缓冲区和缓存的意思，⼆者都是数据再内存中的临时存储。

Buffers是内核缓冲区⽤到的内存，对应的是/proc/meminfo种得buffers值 Cache是内核页缓存和Slab⽤到的内存，对应的是/proc/meminfo种得Cache与SReclaimable之和Buffers是对原始磁盘的临时存储，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次⼤的写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，下次访问这些⽂件数据的时候，就可以从内存中快速的读取，⽽不需要每次缓慢的从磁盘读读取。

SReclaimable 是 Slab 的⼀部分。

Slab 包括两部分，其中的可回收部分，⽤ SReclaimable 记录；⽽不可回收部分，⽤ SUnreclaim 记录。

通过实例来理解Buffers和Cached⼀台服务器，分别都是1核2G 为了减少其他缓存的影响，需要执⾏echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches 1、⾸先再⼀个终端上运⾏vmstat命令此处的buff和cache就是之前说到的Buffers和Cached，单位是KB bi和bo分别表⽰设备读取和写⼊的⼤⼩，单位是快/秒。

因为Linux中快的⼤⼩是1KB，所以这个单位也就等价于KB/s 系统再空闲的时候，这⼏个值应该是不变的再第⼆个终端执⾏命令：dd if=/dev/urandom of=/tmp/file bs=1M count=500 通过读取随机设备，⽣产⼀个500M的⽂件通过结果可以看出，buff基本没怎么变，但是cache却有⼀个明显的下滑，再逐步上升再进⾏进⼀步分析发现，再Cache刚开始变化的时候，bo依旧是0，⼀段时间之后，出现了⼤量块设备写。

linux操作系统体系结构

linux操作系统体系结构Linux操作系统采用了一种模块化的设计，它的体系结构可以分为用户空间和内核空间两个部分。

用户空间提供了用户与操作系统之间的接口，而内核空间则负责管理系统的资源和提供各种功能的实现。

内核空间是Linux操作系统的核心，它负责管理计算机的硬件资源、处理系统的中断和异常，并为用户空间提供各种系统调用的接口。

Linux的内核是一个可靠、高效、可扩展的设计，它能够运行在多种硬件平台上。

内核包括了许多模块，每个模块负责实现一个特定的功能，比如进程管理、内存管理、文件系统等。

进程管理是Linux内核的一个关键功能，它负责创建、调度和销毁进程，并为进程之间提供通信和同步机制。

Linux采用了基于时间片的多任务调度算法，使得多个进程可以共享处理器资源，提高系统的并发性能。

而且，Linux内核还支持多线程，使得一个进程可以创建多个线程并在多个处理器上同时执行，充分发挥多核处理器的性能。

内存管理是Linux内核的另一个重要功能，它负责分配和管理系统的物理内存和虚拟内存。

Linux采用了页式存储管理机制，将物理内存划分为固定大小的页面，每个页面可以映射到不同的虚拟地址空间。

这样就可以实现进程之间的内存隔离和共享，同时还提供了一些高级的内存管理功能，比如动态内存分配和内存回收。

文件系统是Linux内核的另一个重要组成部分，它负责管理文件和目录，并提供了对这些文件和目录的访问接口。

Linux支持多种文件系统，包括Ext4、XFS、Btrfs等。

文件系统还提供了一些高级功能，比如权限管理、元数据缓存和文件系统日志等。

除了上述功能之外，Linux还提供了许多其他的功能模块，比如网络协议栈、设备驱动程序、虚拟化和容器等。

这些功能模块使得Linux 成为一个功能丰富、可定制性强的操作系统。

用户空间位于内核空间之上，它提供了用户与操作系统之间的接口。

用户空间包含了一系列的应用程序和库，这些程序和库通过系统调用与内核进行通信。

Cache和Buffer都是缓存，主要的区别是什么？

Cache和Buffer都是缓存，主要的区别是什么？Cache和Buffer都是缓存，主要的区别是什么？什么是buffer/cache？buffer和cache是两个在计算机技术中被⽤滥的名词，放在不通语境下会有不同的意义。

在Linux的内存管理中，这⾥的buffer指Linux内存的：Buffer cache。

这⾥的cache指Linux内存中的：Page cache。

翻译成中⽂可以叫做缓冲区缓存和页⾯缓存。

在历史上，它们⼀个（buffer）被⽤来当成对io设备写的缓存，⽽另⼀个（cache）被⽤来当作对io设备的读缓存，这⾥的io设备，主要指的是块设备⽂件和⽂件系统上的普通⽂件。

但是现在，它们的意义已经不⼀样了。

在当前的内核中，page cache顾名思义就是针对内存页的缓存，说⽩了就是，如果有内存是以page进⾏分配管理的，都可以使⽤page cache作为其缓存来管理使⽤。

当然，不是所有的内存都是以页（page）进⾏管理的，也有很多是针对块（block）进⾏管理的，这部分内存使⽤如果要⽤到cache功能，则都集中到buffer cache中来使⽤。

（从这个⾓度出发，是不是buffer cache改名叫做block cache更好？）然⽽，也不是所有块（block）都有固定长度，系统上块的长度主要是根据所使⽤的块设备决定的，⽽页长度在X86上⽆论是32位还是64位都是4k。

明⽩了这两套缓存系统的区别，就可以理解它们究竟都可以⽤来做什么了。

什么是page cache？Page cache主要⽤来作为⽂件系统上的⽂件数据的缓存来⽤，尤其是针对当进程对⽂件有read／write操作的时候。

如果你仔细想想的话，作为可以映射⽂件到内存的系统调⽤：mmap是不是很⾃然的也应该⽤到page cache？在当前的系统实现⾥，page cache也被作为其它⽂件类型的缓存设备来⽤，所以事实上page cache也负责了⼤部分的块设备⽂件的缓存⼯作。

linuxfree命令详解

linuxfree命令详解本⽂介绍了linux free命令详解，分享给⼤家，具体如下：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。

如果加上 -h 选项，输出的结果会友好很多：有时我们需要持续的观察内存的状况，此时可以使⽤ -s 选项并指定间隔的秒数：$ free -h -s 3上⾯的命令每隔 3 秒输出⼀次内存的使⽤情况，直到你按下 ctrl + c。

(Ubuntu 16.04 中默认的 free 版本有 bug，使⽤ -s 选项时报错，所以这张图是在 CentOS 中截的。

)由于 free 命令本⾝⽐较简单，所以本⽂的重点会放在如何通过 free 命令了解系统当前的内存使⽤状况。

输出简介下⾯先解释⼀下输出的内容：Mem ⾏(第⼆⾏)是内存的使⽤情况。

Swap ⾏(第三⾏)是交换空间的使⽤情况。

total 列显⽰系统总的可⽤物理内存和交换空间⼤⼩。

used 列显⽰已经被使⽤的物理内存和交换空间。

free 列显⽰还有多少物理内存和交换空间可⽤使⽤。

shared 列显⽰被共享使⽤的物理内存⼤⼩。

buff/cache 列显⽰被 buffer 和 cache 使⽤的物理内存⼤⼩。

available 列显⽰还可以被应⽤程序使⽤的物理内存⼤⼩。

我想只有在理解了⼀些基本概念之后，上⾯的输出才能帮助我们了解系统的内存状况。

buff/cache先来提⼀个问题： buffer 和 cache 应该是两种类型的内存，但是 free 命令为什么会把它们放在⼀起呢？要回答这个问题需要我们做些准备⼯作。

让我们先来搞清楚 buffer 与 cache 的含义。

buffer 在操作系统中指 buffer cache，中⽂⼀般翻译为 "缓冲区"。

要理解缓冲区，必须明确另外两个概念："扇区" 和 "块"。

扇区是设备的最⼩寻址单元，也叫 "硬扇区" 或 "设备块"。

第12章 Linux操作系统概述

完善的内置网络是Linux的一大特点。Linux在通信和网络功能方面优于其他操作系统。
7可靠的系统安全
Linux采取了许多安全技术措施，包括对读、写进行权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、
核心授权等，这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。
8良好的可移植性
可移植性是指将操作系统从一个平台转移到另一个平台使它仍然能按其自身的方式运行的能
表1.5 /proc 文件系统中的文件和目录
/proc/1 /proc/cpuinfo /proc/devices /proc/dma /proc/ /proc/interrupts /proc/ioports /proc/kcore
该目录中包含进程号为 1 的进程信息。每个进程在 /proc 目录下有一个以自己的进程号为名称的目录。有关 CPU 名称、型号、性能和类型的信息。
spool
3. Linux文件结构
1.1.2 Linux 的组成
名称 root
角色
root 文件系统中的内容包括：引导系统的必备文件，文件系统的挂装信息以及系统修复工具和备份工具等。
/usr /var
/usr 文件系统中包含通常操作中不需要进行修改的命令程序文件、程序库、手册和其他文档等。
/var 文件系统中包含经常变化的文件，例如打印机、邮件、新闻等的假脱机目录、日志文件、格式化后的手册页以及临时文件等。
/vmlinuz
表1.2 root 文件系统中的文件和目录文件。系统的标准引导映像，通常以压缩形式出现。
/bin
包含引导过程必需的命令，也可由普通用户使用。
/sbin /etc
和 /bin 类似，尽管其中的命令可由普通用户使用，但由于这些命令属于系统级命令，因此无特殊需求不使用其中的命令。

linux cache机制

linux cache机制
Linux Cache 机制是指在文件系统中使用缓存来加快文件访问速度的一种机制。

Linux Cache机制是Linux内核中非常重要的一部分，他的主要作用是在文件系统中缓存数据，加速数据访问速度，降低文件系统及磁盘的访问压力。

在Linux系统中，所有的数据都存在虚拟内存中，当应用程序需要访问某个数据时，首先会查找内存中是否存在该数据，如果存在则直接返回，否则会从磁盘中读取数据到内存中，这个过程是比较耗时的，如果这种操作频繁发生，则会导致系统性能下降。

为了优化系统的性能，Linux内核会将最近使用过的数据缓存到内存中，当应用程序再次需要这些数据时，就可以直接从内存中读取，而不用再次从磁盘中读取，从而提升了系统的性能。

Linux Cache机制有两种具体实现方式，一种是页面缓存，另一种是dentry和inode 缓存。

页面缓存是指将最近使用过的页面缓存到内存中，当需要访问该页面时就可以直接从内存中读取。

在Linux中，每个页面都有一个与之关联的inode，每个文件又对应着一个或多个inode，因此当我们访问某个文件时，实际上是在访问该文件的inode，而缓存inode的机制就是缓存dentry和inode信息，这种机制被称为dentry和inode缓存。

这两种缓存机制在Linux系统中经常被用到，可以提升系统的性能。

但是也需要注意到，缓存机制本身也会占用一定的内存空间，因此在系统内存不足时，缓存机制也可能会降低系统性能，需要根据实际情况进行调整和优化。

linux framebuffer双缓冲区原理和机制

Linux FrameBuffer双缓冲区原理是：所有画图操作将它们画图的结果保存在一块系统内存区域中，这块区域通常被称作“后缓冲区(backbuffer)”，当所有的绘图操作结束之后，将整块区域复制到显示内存中，这个复制操作通常要跟显示器的光栈束同步，以避免撕裂。

FrameBuffer是出现在2.2.xx内核当中的一种驱动程序接口。

Linux是工作在保护模式下，所以用户态进程是无法象DOS那样使用显卡BIOS里提供的中断调用来实现直接写屏，Linux 抽象出FrameBuffer这个设备来供用户态进程实现直接写屏。

但FrameBuffer本身不具备任何运算数据的能力，中间不会对数据做处理，所有显示任务都有CPU完成，因此CPU负担很重。

linux内存相关指标

linux内存相关指标
在Linux系统中，有几个重要的内存相关指标可用于监控和管理系统内存的使
用情况。

以下是一些常见的Linux内存指标：
1. Total（总内存）：这是系统中总共可用的内存量，包括物理内存和交换空
间。

2. Used（已使用内存）：已经被分配给进程使用的内存量，包括正在使用的物
理内存和交换空间。

3. Free（空闲内存）：尚未被分配给任何进程使用的内存量，包括未使用的物
理内存和未使用的交换空间。

4. Buffers（缓冲区）：用于存储正在写入磁盘的数据的缓冲区所使用的内存
量。

5. Cached（缓存）：用于存储经常访问的文件数据的缓存所使用的内存量。

6. Swap（交换空间）：当内存不足时，用于将不活动的内存页交换到磁盘上的
一块特殊的空间。

Swap被视为延伸的物理内存。

这些指标可以通过命令`free`来查看，例如：
```
$ free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 7.7G 3.5G 1.2G 239M 3.0G 3.0G
Swap: 2.0G 392M 1.6G
```
除了`free`命令之外，还可以使用`top`、`htop`、`procfs`等工具来查看和监
控系统内存使用情况。

这些内存指标对于诊断性能问题、优化内存使用以及了解系统健康状况都非常
有用。

在运行Linux服务器或进行性能调优时，了解和监控内存指标可以帮助您更
好地管理系统资源。

linux里hcache使用方法

Linux 里 hcache 的使用方法hcache 是 Linux 内核中的一种文件系统缓存，它可以提高文件的读写速度。

hcache 使用了一种称为“hash 映射”的技术来存储文件数据，这使得文件数据的查找速度非常快。

此外，hcache 还使用了一种称为“写时复制”的技术来更新文件数据，这使得文件数据的更新速度也非常快。

hcache 的优点•提高文件的读写速度•降低文件的读写延迟•减少文件的读写次数•提高文件的访问效率hcache 的缺点•增加内存的使用量•增加 CPU 的使用率•增加系统的复杂性hcache 的使用方法hcache 可以通过以下两种方式启用：•在内核配置文件中启用 hcache•在运行时启用 hcache在内核配置文件中启用 hcache要在内核配置文件中启用 hcache，需要在内核配置文件中添加以下选项：CONFIG_HCACHE=y在运行时启用 hcache要在运行时启用 hcache，需要执行以下命令：echo 1 > /sys/kernel/hcache/enablehcache 的使用注意事项•hcache 只能用于文件系统，不能用于其他类型的存储设备。

•hcache 不支持所有的文件系统，只支持 ext4、xfs 和 btrfs 等文件系统。

•hcache 可能会导致文件系统出现问题，因此在使用 hcache 之前，请备份好你的数据。

hcache 的性能优化•hcache 的性能可以通过以下几种方式优化：–增加 hcache 的缓存大小–减少 hcache 的哈希表大小–使用更快的存储设备–使用更快的 CPUhcache 的相关工具•hcachestat：显示 hcache 的统计信息•hcachetop：显示 hcache 中最常用的文件•hcachectl：控制 hcache 的行为hcache 的常见问题解答•hcache 会导致文件系统出现问题吗？–hcache 可能会导致文件系统出现问题，因此在使用 hcache 之前，请备份好你的数据。

linux 参数

linux 参数Linux参数是指在Linux操作系统中，用于控制系统运行的参数设置。

这些参数可以控制系统的性能、安全性、可靠性等方面，对于系统管理员和开发人员来说，了解和掌握这些参数是非常重要的。

一、Linux参数的分类Linux参数主要分为内核参数和应用程序参数两类。

1. 内核参数内核参数是Linux系统内核的参数，主要用于控制系统的性能和安全性。

内核参数可以在系统启动时通过修改启动脚本来设置，也可以通过sysctl命令来动态修改。

常见的内核参数包括：（1）网络参数：如tcp_max_syn_backlog、tcp_syncookies等，用于控制网络连接的建立和传输。

（2）文件系统参数：如inode、file-max等，用于控制文件系统的性能和可靠性。

（3）内存参数：如swappiness、vm.max_map_count等，用于控制内存的使用和分配。

（4）安全参数：如kernel.exec-shield、kernel.randomize_va_space等，用于提高系统的安全性。

2. 应用程序参数应用程序参数是指应用程序自身的参数设置，主要用于控制应用程序的性能和行为。

应用程序参数通常在应用程序的配置文件中进行设置，也可以在启动应用程序时通过命令行参数来设置。

常见的应用程序参数包括：（1）数据库参数：如innodb_buffer_pool_size、max_connections等，用于控制数据库的性能和可靠性。

（2）Web服务器参数：如max_clients、keepalive_timeout等，用于控制Web服务器的性能和并发连接数。

（3）应用程序参数：如log_level、debug_mode等，用于控制应用程序的日志输出和调试模式。

二、Linux参数的设置和修改Linux参数的设置和修改主要有两种方式：手动修改配置文件和使用工具修改。

1. 手动修改配置文件手动修改配置文件是一种常见的设置和修改Linux参数的方式，通常需要编辑相应的配置文件来修改参数的值。

linux 缓存机制

在Linux系统中，缓存是一种用于提高系统性能的重要机制。

它通过将常用的数据和文件存储在内存中，以便快速访问和提供响应。

Linux系统有多种缓存机制，其中最常见的是页缓存和目录项缓存。

页缓存（Page Cache）：页缓存是Linux中最常见的缓存机制，它将磁盘上的文件数据缓存在内存中。

当应用程序需要读取文件时，内核首先检查页缓存中是否存在相应的数据。

如果存在，则直接从内存中读取，避免了频繁的磁盘访问，提高了读取性能。

当应用程序写入文件时，内核会先将数据写入页缓存中，并在适当的时机将其刷新到磁盘上。

目录项缓存（Dentry Cache）：目录项缓存是用于缓存文件系统中的目录项信息的机制。

目录项是文件系统中的文件和目录的元数据，包括文件名、文件类型、inode号等。

当应用程序访问文件时，内核首先查找目录项缓存，以确定文件的位置。

如果目录项缓存中存在相应的信息，就可以快速定位文件，避免了对磁盘的频繁访问。

除了页缓存和目录项缓存，Linux还有其他一些缓存机制，如inode缓存、VFS缓存等，它们都起着类似的作用，即减少磁盘访问次数，提高系统性能。

缓存机制在Linux系统中是自动管理的，无需手动干预。

内核会根据系统的内存使用情况和访问模式来动态地调整缓存的大小。

当应用程序需要更多内存时，内核会自动回收部分缓存空间，以满足应用程序的需求。

尽管缓存机制可以提高系统性能，但在某些情况下，它也可能导致问题。

例如，当系统中有大量的写入操作时，页缓存可能会导致延迟增加，因为数据需要先写入缓存，然后再刷新到磁盘。

在这种情况下，可以使用一些工具和技术来管理和监控缓存的使用情况，以便更好地优化系统性能。

drop_caches 参数

drop_caches 参数
drop_caches参数是一个Linux系统内核提供的功能，用于释
放系统内存中的页缓存、目录项缓存和inode缓存。

这个功能可以
通过写入不同的数值来执行不同的操作，通常是在/sys文件系统中
的/proc/sys/vm/目录下进行操作。

当执行echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches时，系统会释放
页缓存；当执行echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches时，系统会
释放目录项缓存和inode缓存；当执行echo 3 >
/proc/sys/vm/drop_caches时，系统会释放页缓存、目录项缓存和inode缓存。

这个参数通常用于在Linux系统中释放内存，特别是在一些特
定的性能调优或者测试场景下。

需要注意的是，drop_caches操作
会导致系统重新加载文件，可能会对系统性能产生一定影响，因此
在正常生产环境下需要谨慎使用。

另外，需要注意的是，使用drop_caches参数需要root权限，
因为这个操作会直接影响系统的内存管理，需要足够的权限来执行。

在使用这个参数时，建议提前备份重要的数据，并在非生产环境进
行测试，以避免意外情况的发生。

总的来说，drop_caches参数是一个用于释放Linux系统内存中缓存的功能，可以通过不同的数值来释放不同类型的缓存，但需要谨慎使用，特别是在生产环境中。

linux page cache页面缓存的原理

linux page cache页面缓存的原理Linux page cache是Linux操作系统中的一种内核缓存机制，用于提高文件系统的性能。

它通过将文件系统中的数据缓存在内存中，以减少磁盘I/O操作，加快文件的读取和写入速度。

Linux page cache的原理如下：1. 页面缓存的概念：页面缓存是指将文件系统中的数据以页面（通常是4KB）的形式缓存在内存中。

当应用程序需要读取文件时，首先会在页面缓存中查找数据，如果找到则直接返回给应用程序，如果没有找到则从磁盘读取数据到页面缓存中并返回给应用程序。

2. 页面缓存的工作原理：当应用程序读取文件时，操作系统会首先检查页面缓存中是否存在所需的数据。

如果存在，则直接从页面缓存中读取数据并返回给应用程序，这称为缓存命中。

如果不存在，则操作系统会将数据从磁盘读取到页面缓存中，并返回给应用程序，同时将该数据标记为"已缓存"，以便下次读取时可以直接从页面缓存中获取，这称为缓存未命中。

3. 页面缓存的更新策略：当应用程序对文件进行写入操作时，操作系统会将数据先写入页面缓存中，并标记为"已修改"。

然后，操作系统会根据一定的策略将修改后的数据同步到磁盘上的对应位置，以保证数据的一致性。

常见的更新策略包括延迟写（write-back）和直写（write-through）两种方式。

4. 页面缓存的管理：Linux内核通过使用LRU（LeastRecently Used）算法来管理页面缓存。

LRU算法会根据页面的访问时间来决定页面的使用频率，将最近被访问过的页面放在链表的头部，最久未被访问的页面放在链表的尾部。

当页面缓存空间不足时，操作系统会将最久未被访问的页面释放掉，以腾出空间给新的页面。

总结：Linux page cache通过将文件系统中的数据缓存在内存中，以减少磁盘I/O操作，提高文件的读取和写入速度。

它的工作原理是先在页面缓存中查找数据，如果找到则直接返回给应用程序，如果没有找到则从磁盘读取数据到页面缓存中并返回给应用程序。

Linux页面缓存机制分析及其对磁盘I／O性能影响

调度＿；Ｔ作
（）６块设备驱动程序：实际的数据传输。
用户进程发的文件读写请求在进行实际的Ｉ／０传输前要经过多个内核组件的处理。如图１示，所文件读写在Ｌｎｘ内核中的执行层次是：ｉｕ
（．ａｏａｉｏｅｅＨｂｉｏｍ１ｎｖｒｉ，ｈｉｈａｇ００９，￣ｎ；１ＮｔｎｌｙＣｌｇ，ｅｅＮｒａＵｉｅｓｙＳｉａｕｎ５０１Ｃａｉｔｌ．ｔｊｚ
２Ｈｂｉｍｅ ’ ｏａｏａａｄＴｃｎｃｏｅｅｈｉｚｕｎ５０１Ｃｉａ．ｅｅＷｏｎＳＶｃｔｎｌｎｅｈｉａＣＨｇ，Ｓｉａｈａｇ００９，ｈｎ）ｉｌｊ
至是限制系统平均性能的瓶颈。作为操作系统中磁盘缓存的最主要形式，页面缓存（ａｅｃｃｅ机制与文件读写执行流Ｐｇ— ｈ）ａ
程有非常紧密的联系，直接影响着磁盘Ｉ０性能。页面缓存管理是操作系统虚存管理子系统的重要组成部分。／
关键词：面缓存；操作系统；Ｉ０性能；ｉｕ页／Ｌｎｘ内核中图分类号：Ｐ０．Ｔ３２７文献标７．０００．５ｏ：１．９９ｊｉ．０６２５２１．２０１ｓ４
ｍｅｒｄｓＯｒａｙｉａｔｔｅｐｒｒｎｃｆｃｍｐｔｒｙｔｍｓｎｒｏｅａｅｏｏｌｎｃａｍｉｖｒｅｍｏｙ，ｋＩｇｅｔｉ／ｌｍｐｃｓｈｅｏｍａｅｏｏｕｅｓｅ，ａｄｍｏｅｖｒｈｓｂｃｍｅａｂｔｅｅｋｔｔｆｓｔｈｆｔａｅａｉｓｇ

linux drop_caches原理

linux drop_caches原理
drop_caches命令是用于释放Linux系统中的页缓存、目录项
和索引节点缓存，以及其他缓存项。

它并不会释放正在使用的内存，而仅仅是清空缓存，从而使更多的内存可用于应用程序。

Linux系统中有3个主要的缓存区域：
1. slab缓存：用于管理目录项和索引节点以及其他内核对象的
缓存。

2. Page缓存：用于缓存文件数据的内存页。

3. Page cache目录项配额：用于管理目录项缓存。

drop_caches命令的原理是通过向/proc/sys/vm/drop_caches文件
写入不同的值，来触发内核中相应的清理函数。

具体来说，写入不同的值会触发以下行为：
- 1：清理Page缓存。

- 2：清理dentries和inodes缓存。

- 3：清理page缓存、dentries和inodes缓存。

需要注意的是，只有具有足够权限的用户才能执行
drop_caches命令。

一般来说，只有管理员用户可以执行该命令。

此外，drop_caches命令只能清除内核的缓存，而不能清
除其他进程的缓存。

关于Linux的缓存内存 Cache Memory详解

关于Linux的缓存内存 Cache Memory详解PS：前天有童鞋问我，为啥我的Linux系统没运行多少程序，显示的可用内存这么少？其实Linux与Win的内存管理不同，会尽量缓存内存以提高读写性能，通常叫做Cache Memory。

有时候你会发现没有什么程序在运行，但是使用top或free命令看到可用内存free项会很少，此时查看系统的 /proc/meminfo 文件，会发现有一项 Cached Memory：输入cat /proc/meminfo查看：MemTotal: 16425996 kBMemFree: 5698808 kBBuffers: 380904 kBCached: 9389356 kBSwapCached: 212 kBActive: 6569200 kBInactive: 3725364 kBHighTotal: 0 kBHighFree: 0 kBLowTotal: 16425996 kBLowFree: 5698808 kBSwapTotal: 8273464 kBSwapFree: 8273252 kBDirty: 980 kBWriteback: 0 kBAnonPages: 524108 kBMapped: 24568 kBSlab: 381776 kBPageTables: 7496 kBNFS_Unstable: 0 kBBounce: 0 kBCommitLimit: 16486460 kBCommitted_AS: 2143856 kBVmallocTotal: 34359738367 kBVmallocUsed: 267656 kBVmallocChunk: 34359469303 kBHugePages_Total: 0HugePages_Free: 0HugePages_Rsvd: 0Hugepagesize: 2048 kBfree命令里各项内存指标说明：total used free shared buffers cachedMem: 16425996 10727220 5698776 0 380904 9389832-/+ buffers/cache: 956484 15469512Swap: 8273464 212 8273252其中第一行用全局角度描述系统使用的内存状况：total——总物理内存used——已使用内存，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——完全未被使用的内存shared——应用程序共享内存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，用于已打开的文件总结：total=used+freeused=buffers+cached (maybe add shared also)第二行描述应用程序的内存使用：前个值表示-buffers/cache——应用程序使用的内存大小，used减去缓存值后个值表示+buffers/cache——所有可供应用程序使用的内存大小，free加上缓存值总结：-buffers/cache=used-buffers-cached+buffers/cache=free+buffers+cached第三行表示swap的使用：used——已使用free——未使用什么是Cache Memory(缓存内存)：当你读写文件的时候，Linux内核为了提高读写性能与速度，会将文件在内存中进行缓存，这部分内存就是Cache Memory(缓存内存)。

linux cache回收机制

linux cache回收机制Linux是一种广泛使用的开源操作系统，而其中的缓存回收机制是其重要的特性之一。

在Linux中，缓存回收机制被设计用于优化系统性能和资源利用，它能够智能地管理系统中的缓存，确保高效地利用内存资源。

缓存是一种存储数据的临时区域，它用于加速数据的访问速度。

在Linux中，缓存可以包括文件缓存、内存缓存和磁盘缓存等。

缓存回收机制的作用就是在系统需要更多内存时，自动释放一部分缓存，以便为新的应用程序或进程提供足够的内存空间。

Linux的缓存回收机制是基于内存管理的。

在Linux中，内存管理器会监控系统中的内存使用情况，并根据需要进行缓存的回收。

当系统的内存资源紧张时，内存管理器会根据一定的策略来选择回收哪些缓存。

Linux的缓存回收机制主要包括两个方面：一是页面回收，二是目录项回收。

页面回收是指当系统需要更多内存时，内存管理器会通过回收页面缓存来释放一部分内存。

页面缓存是用于存储文件数据的缓存，它可以提高文件的读写性能。

在页面回收过程中，内存管理器会根据页面的访问频率和重要性等因素来决定是否回收该页面。

如果某个页面长时间没有被访问或者不再重要，那么它就可能会被回收，以释放更多的内存空间。

目录项回收是指当系统需要更多内存时，内存管理器会通过回收目录项缓存来释放一部分内存。

目录项缓存是用于存储文件和目录的元数据的缓存，它可以提高文件系统的性能。

在目录项回收过程中，内存管理器会根据目录项的使用情况和重要性等因素来决定是否回收该目录项。

如果某个目录项长时间没有被使用或者不再重要，那么它就可能会被回收，以释放更多的内存空间。

在Linux中，缓存回收机制的实现是通过内核线程来完成的。

这些内核线程会定期检查系统的内存使用情况，并根据需要进行缓存的回收。

内核线程会根据一定的策略来选择回收哪些缓存，以确保系统的性能和资源利用。

除了内核线程，Linux还提供了一些命令和工具来手动回收缓存。

例如，可以使用"sysctl"命令来调整内核参数，以控制缓存的回收行为。