linux系统中buff/cache占用过高?不明白为何过高?

简介: linux系统中buff/cache占用过高?不明白为何过高?

前言


近期一台服务器运行中查看内存容量时发现buff/cache占用过高,几乎占用百分之70


概念


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。

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。

什么是buffer cache

Buffer cache则主要是设计用来在系统对块设备进行读写的时候,对块进行数据缓存的系统来使用。这意味着某些对块的操作会使用buffer cache进行缓存,比如我们在格式化文件系统的时候。一般情况下两个缓存系统是一起配合使用的,比如当我们对一个文件进行写操作的时候,page cache的内容会被改变,而buffer cache则可以用来将page标记为不同的缓冲区,并记录是哪一个缓冲区被修改了。这样,内核在后续执行脏数据的回写(writeback)时,就不用将整个page写回,而只需要写回修改的部分即可。


处理


如何回收cache?

Linux内核会在内存将要耗尽的时候,触发内存回收的工作,以便释放出内存给急需内存的进程使用。一般情况下,这个操作中主要的内存释放都来自于对buffer/cache的释放。尤其是被使用更多的cache空间。既然它主要用来做缓存,只是在内存够用的时候加快进程对文件的读写速度,那么在内存压力较大的情况下,当然有必要清空释放cache,作为free空间分给相关进程使用。所以一般情况下,我们认为buffer/cache空间可以被释放,这个理解是正确的。

但是这种清缓存的工作也并不是没有成本。理解cache是干什么的就可以明白清缓存必须保证cache中的数据跟对应文件中的数据一致,才能对cache进行释放。所以伴随着cache清除的行为的,一般都是系统IO飙高。因为内核要对比cache中的数据和对应硬盘文件上的数据是否一致,如果不一致需要写回,之后才能回收。

在系统中除了内存将被耗尽的时候可以清缓存以外,我们还可以使用下面这个文件来人工触发缓存清除的操作:

[root@tencent64 ~]# cat /proc/sys/vm/drop_caches

1

方法是:

echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches

当然,这个文件可以设置的值分别为1、2、3。它们所表示的含义为:

echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches:表示清除pagecache。

echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches:表示清除回收slab分配器中的对象(包括目录项缓存和inode缓存)。slab分配器是内核中管理内存的一种机制,其中很多缓存数据实现都是用的pagecache。

echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches:表示清除pagecache和slab分配器中的缓存对象。


官网KB

由于linux系统会尽量多地使用物理内存进行数据的缓存以提高IO吞吐率,具体体现在 buff/cache 会有较高的占用率。这种现象一般出现在高IO吞吐需求业务的机器上,如数据库。这是一种正常现象。

更多相关信息,您可以参考下面KB:

What is cache in "free -m" output and why is memory utilization high for cache?

https://access.redhat.com/solutions/67610

目录
相关文章
|
10天前
|
存储 缓存 监控
Linux缓存管理:如何安全地清理系统缓存
在Linux系统中,内存管理至关重要。本文详细介绍了如何安全地清理系统缓存,特别是通过使用`/proc/sys/vm/drop_caches`接口。内容包括清理缓存的原因、步骤、注意事项和最佳实践,帮助你在必要时优化系统性能。
129 78
|
13天前
|
Linux Shell 网络安全
Kali Linux系统Metasploit框架利用 HTA 文件进行渗透测试实验
本指南介绍如何利用 HTA 文件和 Metasploit 框架进行渗透测试。通过创建反向 shell、生成 HTA 文件、设置 HTTP 服务器和发送文件,最终实现对目标系统的控制。适用于教育目的,需合法授权。
52 9
Kali Linux系统Metasploit框架利用 HTA 文件进行渗透测试实验
|
1月前
|
缓存 Java Linux
如何解决 Linux 系统中内存使用量耗尽的问题?
如何解决 Linux 系统中内存使用量耗尽的问题?
140 48
|
9天前
|
存储 监控 Linux
嵌入式Linux系统编程 — 5.3 times、clock函数获取进程时间
在嵌入式Linux系统编程中,`times`和 `clock`函数是获取进程时间的两个重要工具。`times`函数提供了更详细的进程和子进程时间信息,而 `clock`函数则提供了更简单的处理器时间获取方法。根据具体需求选择合适的函数,可以更有效地进行性能分析和资源管理。通过本文的介绍,希望能帮助您更好地理解和使用这两个函数,提高嵌入式系统编程的效率和效果。
62 13
|
1月前
|
Ubuntu Linux 网络安全
linux系统ubuntu中在命令行中打开图形界面的文件夹
在Ubuntu系统中,通过命令行打开图形界面的文件夹是一个高效且实用的操作。无论是使用Nautilus、Dolphin还是Thunar,都可以根据具体桌面环境选择合适的文件管理器。通过上述命令和方法,可以简化日常工作,提高效率。同时,解决权限问题和图形界面问题也能确保操作的顺利进行。掌握这些技巧,可以使Linux操作更加便捷和灵活。
39 3
|
10天前
|
Ubuntu Linux C++
Win10系统上直接使用linux子系统教程(仅需五步!超简单,快速上手)
本文介绍了如何在Windows 10上安装并使用Linux子系统。首先,通过应用商店安装Windows Terminal和Linux系统(如Ubuntu)。接着,在控制面板中启用“适用于Linux的Windows子系统”并重启电脑。最后,在Windows Terminal中选择安装的Linux系统即可开始使用。文中还提供了注意事项和进一步配置的链接。
28 0
|
1月前
|
Linux
在 Linux 系统中,`find` 命令
在 Linux 系统中,`find` 命令
39 1
|
1月前
|
网络协议 Linux 虚拟化
如何在 Linux 系统中查看进程的详细信息?
如何在 Linux 系统中查看进程的详细信息?
93 1
|
1月前
|
Linux
如何在 Linux 系统中查看进程占用的内存?
如何在 Linux 系统中查看进程占用的内存?
|
21天前
|
存储 Oracle 安全
服务器数据恢复—LINUX系统删除/格式化的数据恢复流程
Linux操作系统是世界上流行的操作系统之一,被广泛用于服务器、个人电脑、移动设备和嵌入式系统。Linux系统下数据被误删除或者误格式化的问题非常普遍。下面北亚企安数据恢复工程师简单聊一下基于linux的文件系统(EXT2/EXT3/EXT4/Reiserfs/Xfs) 下删除或者格式化的数据恢复流程和可行性。