何时需要关注 Linux 的内存用量

Linux 上的内存管理很复杂。尽管使用率高但未必存在问题。你也应当关注一些其他的事情。

-- Sandra Henry-stocker（作者）

在 Linux 上用光内存通常并不意味着存在严重的问题。为什么？因为健康的 Linux 系统会在内存中缓存磁盘活动，基本上占用掉了未被使用的内存，这显然是一件好事情。

换句话说，它不让内存浪费掉。使用空闲的内存增加磁盘访问速度，并且不占用运行中应用程序的内存。你也能够想到，使用这种内存缓存比起直接访问硬盘驱动器（HDD）快上数百倍，也比明显快于直接访问固态硬盘驱动。内存占满或几乎占满通常意味着系统正在尽可能高效地运行当中 —— 并不是运行中遇到了问题。

缓存如何工作

磁盘缓存简单地意味着系统充分利用未使用的资源（空闲内存）来加速磁盘读取与写入。应用程序不会失去任何东西，并且大多数时间里能够按需求获得更多的内存。此外，磁盘缓存不会导致应用程序转而使用交换分区。反而，用作磁盘缓存的内存空间当被需要时会立即归还，并且磁盘内容会被更新。

主要和次要的页故障

Linux 系统通过分割物理内存来为进程分配空间，将分割成的块称为“页”，并且映射这些页到每个进程的虚拟内存上。不再会用到的页也许会从内存中移除，尽管相关的进程还在运行。当进程需要一个没有被映射或没在内存中页时，故障便会产生。所以，这个“ 故障(fault)”并不意味着“ 错误(error)”而是“ 不可用(unavailables)”，并且故障在内存管理中扮演者一个重要的角色。

次要故障意味着在内存中的页未分配给请求的进程，或未在内存管理单元中标记为出现。主要故障意味着页没有保留在内存中。

如果你想切身感受一下次要页故障和主要页故障出现的频率，像这样试一下 ps 命令。注意我们要的是与页故障和产生它的命令相关的项。输出中省略了很多行。MINFL 显示出次要故障的数目，而 MAJFL 表示了主要故障的数目。

$ ps -eo min_flt,maj_flt,cmd
 MINFL MAJFL CMD
230760 150 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 18
 0 0 [kthreadd]
 0 0 [rcu_gp]
 0 0 [rcu_par_gp]
 0 0 [kworker/0:0H-kblockd]
 ...
 166 20 gpg-agent --homedir /var/lib/fwupd/gnupg --use-standard-socket --daemon
 525 1 /usr/libexec/gvfsd-trash --spawner :1.16 /org/gtk/gvfs/exec_spaw/0
 4966 4 /usr/libexec/gnome-terminal-server
 3617 0 bash
 0 0 [kworker/1:0H-kblockd]
 927 0 gdm-session-worker [pam/gdm-password]

汇报单一进程，你可以尝试这样的命令（LCTT 译注：参数里面的 1 是要查看的进程的 PID）：

$ ps -o min_flt,maj_flt 1
 MINFL MAJFL
230064 150

你也可以添加其他的显示字段，例如进程所有者的 UID 和 GID。

$ ps -o min_flt,maj_flt,cmd,args,uid,gid 1
 MINFL MAJFL CMD COMMAND UID GID
230064 150 /usr/lib/systemd/systemd -- /usr/lib/systemd/systemd -- 0 0

多少才算满？

一种较好的方法来掌握内存究竟使用了多少是用 free -m 命令。-m 选项指定了数字的单位是MiB(mebibyte) 而不是字节。

$ free -m
 total used free shared buff/cache available
Mem: 3244 3069 35 49 140 667
Swap: 3535 0 3535

注意 free（未使用）的内存可能会不足，而 available（可用于启动新的应用）会显示更大的数量。这两者的区别值得我们去关注。 可用(available)意味着它可以在需要时恢复使用，而 空闲(free)意味着现在就能够使用。

什么时候要担心

如果 Linux 系统上的性能表现良好 —— 应用程序响应度高，命令行没有显示出问题 —— 很可能系统状况良好。记住，一些应用也许会出于某种原因而变慢，但它不影响整个系统。

过多的硬故障也许表明确实存在问题，但要将其与观察到的性能相比较。

一个好的方法是当可用内存接近 0 或者“ 用作交换(swap used)”项显著增长或波动时开始担心。如果“可用”项占总内存可用量的百分比合理，那么就无需担心，就像下面的例子那样：

$ free -m
 total used free shared buff/cache available
Mem: 3244 3069 35 49 140 667
Swap: 3535 0 3535

Linux 性能很复杂

抛开这些不说，Linux 系统上的内存可能会变满，并且性能可能会降低。当系统出现问题时不要仅将单一的内存使用报告作为指标。

Linux 系统的内存管理很复杂，因为它采取的措施需要确保系统资源得到最好的利用。不要受到一开始内存占满的欺骗，使你认为系统存在问题，但实际上并没有。

网页标题：何时需要关注 Linux 的内存用量
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