Que signifie la mémoire physique Linux ?

Sous Linux, la mémoire physique fait référence à la taille de la mémoire fournie par le matériel du système, qui est la mémoire réelle. La gestion de la mémoire de Linux adopte un mécanisme d'accès par pagination. Afin de garantir que la mémoire physique peut être pleinement utilisée, le noyau échangera automatiquement les blocs de données rarement utilisés de la mémoire physique vers la mémoire virtuelle au moment approprié, et les blocs de données fréquemment utilisés seront automatiquement échangés. dans la mémoire virtuelle au moment approprié. Les informations sont conservées dans la mémoire physique.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système linux7.3, ordinateur Dell G3.

Mémoire virtuelle et mémoire physique sous Linux

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Nous savons tous que la lecture et l'écriture de données directement à partir de la mémoire sont beaucoup plus rapides que la lecture et l'écriture de données à partir du disque dur, il est donc préférable que toutes les données soient lues et écrites en mémoire Cependant, la mémoire est limitée, ce qui conduit aux notions de mémoire physique et de mémoire virtuelle.

La mémoire physique est la taille de la mémoire fournie par le matériel du système, qui est la mémoire réelle. Par rapport à la mémoire physique, il existe également un concept de mémoire virtuelle sous Linux. La mémoire virtuelle est une stratégie proposée pour répondre au manque de mémoire physique. Il s'agit d'un morceau de mémoire logique virtualisé en utilisant l'espace disque. L'espace disque utilisé comme mémoire virtuelle est appelé espace d'échange (également appelé espace d'échange).

En tant qu'extension de la mémoire physique, Linux utilisera la mémoire virtuelle de la partition d'échange lorsque la mémoire physique est insuffisante. Plus précisément, le noyau écrira les informations de bloc de mémoire temporairement inutilisées dans l'espace d'échange. sera Une fois libérée, cette mémoire peut être utilisée à d'autres fins. Lorsque le contenu original est nécessaire, les informations seront à nouveau lues de l'espace d'échange dans la mémoire physique.

La gestion de la mémoire de Linux adopte un mécanisme d'accès par pagination. Afin de garantir que la mémoire physique peut être pleinement utilisée, le noyau échangera automatiquement les blocs de données rarement utilisés dans la mémoire physique vers la mémoire virtuelle au moment approprié, tandis que les blocs de données fréquemment utilisés le seront. automatiquement échangées dans la mémoire virtuelle au moment approprié. Les informations utilisées sont conservées dans la mémoire physique.

Pour avoir une compréhension approfondie du mécanisme de fonctionnement de la mémoire Linux, vous devez connaître les aspects suivants :

• Tout d'abord, le système Linux effectuera des opérations d'échange de pages de temps en temps pour conserver autant de mémoire physique libre que possible. C'est possible, même s'il n'y a rien. Les choses nécessitent de la mémoire, et Linux échangera également les pages de mémoire qui ne sont pas utilisées temporairement, car cela peut grandement économiser le temps nécessaire pour attendre l'échange.

• Deuxièmement, l'échange de pages de Linux est conditionnel. Toutes les pages ne sont pas échangées vers la mémoire virtuelle lorsqu'elles ne sont pas utilisées. Le noyau Linux échange uniquement certains fichiers de pages rarement utilisés vers la mémoire virtuelle en fonction de l'algorithme "le plus récemment utilisé".

Parfois, nous verrons un tel phénomène. Linux a encore beaucoup de mémoire physique, mais beaucoup d'espace de swap est également utilisé. En fait, ce n'est pas surprenant. Par exemple, lorsqu'un processus qui occupe beaucoup de ressources mémoire consomme beaucoup de ressources mémoire lors de son exécution, certains fichiers d'échange rarement utilisés seront échangés dans la mémoire virtuelle, mais plus tard, le processus qui occupe beaucoup de ressources mémoire se termine et un beaucoup de mémoire est libérée à ce moment-là, le fichier d'échange qui vient d'être échangé ne sera pas automatiquement échangé dans la mémoire physique (sauf si cela est nécessaire), la mémoire physique du système sera alors beaucoup plus libre et l'échange sera effectué. l'espace est également utilisé, et le phénomène problématique que nous venons d'évoquer apparaît.

Enfin, les pages de l'espace d'échange seront d'abord échangées vers la mémoire physique lors de leur utilisation. S'il n'y a pas assez de mémoire physique pour accueillir ces pages à ce moment-là, elles seront immédiatement échangées. suffisamment de mémoire virtuelle. L'espace requis pour stocker ces pages d'échange entraînera éventuellement des problèmes tels que de faux plantages et des anomalies de service sous Linux. Bien que Linux puisse se restaurer dans un certain laps de temps, le système restauré est fondamentalement inutilisable.

Par conséquent, il est très important de planifier et de concevoir correctement l'utilisation de la mémoire Linux. Concernant les paramètres de taille de la mémoire physique et de l'espace d'échange, cela dépend de la taille réelle du disque dur utilisé, mais suit généralement ce principe de base :

• Si la mémoire est plus petite (selon l'expérience, la mémoire physique est inférieure à 4 Go), définissez généralement la taille de la partition d'échange à 2 fois la mémoire

• Si la mémoire physique est supérieure à 4 Go mais inférieure à 16 Go, vous pouvez définissez la taille de la partition de swap égale à la mémoire physique ;

• Si la taille de la mémoire est supérieure à 16 Go, vous pouvez définir le swap sur 0, mais cela n'est pas recommandé car la définition d'une partition de swap d'une certaine taille a un certain effet.

Système Linux pour vérifier l'utilisation de la mémoire

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Dans les systèmes d'exploitation Windows et Linux avec interface graphique, nous pouvons généralement utiliser l'interface utilisateur pour vérifier l'utilisation de la mémoire et de l'espace du système, mais pour le personnel de développement ou d'exploitation et de maintenance, c'est souvent Pour travailler sur un serveur Linux sans interface graphique, la ligne de commande peut fournir plus de fonctionnalités et de flexibilité qu'une interface graphique.

Surtout lorsqu'une application de notre système est anormale, ou que l'utilisation du système est anormale, ou que le développement Linux nécessite une réduction de la mémoire, nous devons comprendre la mémoire système et l'utilisation de l'espace, et nous devons maîtriser plusieurs outils de visualisation couramment utilisés.

Commandes communes

• Afficher l'utilisation de la mémoire : gratuit
• Afficher les informations sur le processus (y compris le processeur, l'utilisation de la mémoire, etc.) : top, ps
• Afficher la mémoire occupée par le pilote : lsmod

1 Afficher le système La commande memory free

free peut afficher la taille de la mémoire inutilisée et utilisée du système actuel, et peut également afficher la mémoire tampon utilisée par le noyau. Entrez free dans le terminal (les paramètres seront expliqués plus tard) pour voir l'état de la mémoire de notre serveur, comme suit :
free命令可以显示当前系统未使用的和已使用的内存大小，还可以显示被内核使用的内存缓冲区。在终端中输入free（参数稍后说明）可以看到我们服务器内存情况，如下：

1.1详细说明如下：

Mem: 内存的使用信息
Swap: 交换空间的使用信息

total:总计物理内存的大小。
used:已使用物理内存。
free:可用物理内存。
shared:多个进程共享的内存总额。
buffers/cached:缓存缓冲使用物理内存大小。
available:还可以被应用程序使用的物理内存大小。

1.2 各物理内存之间的关系

total = used + free + buffer/cache
avaiable = free + buffer/cache(一般来说是这样，个人电脑是这样，但服务器或者公共云普通用户有部分buffer/cache是用不了的就会有avaiable

1.3 free与available的区别

free是正在未被使用的内存
available是应用程序认为可用的内存
Linux为了提升读写性能，消耗一部分内存资源作为缓存或者缓冲内存，在内核看来这部分buffer/cache属于已被使用的内存；在应用程序申请内存，而free内存不够时，就会让内核回收buffer和cache来满足应用程序的内存需求。

1.4buff和cache的区别

buffers和cache是有一定区别的：

• A buffer is something that has yet to be “written” to disk.　　—buffer 写缓存，数据存储时，先保存到磁盘缓冲区，然后再写入到永久空间
• A cache is something that has been “reed” from the disk adn stored for later use. --cache 读缓存，数据从磁盘读出后，暂留在缓冲区，预备程序接下来的使用。

1.5 free参数说明

free命令下显示的单位是k，可以在free后面加上-m（即free -m）显示单位为Mb，如下图：

可以通过free --help查看free的详细命令：

通过free -h可以自动匹配适合人阅读习惯的单位，其中h是humanity之意。

ps:
第3行swap为交换分区，类似windows系统中的虚拟内存，当内存不足的时候，把一部分硬盘空间虚拟成内存使用,从而解决内存容量不足的情况。

2 查看进程占用内存

• top命令可以实时动态地查看系统的整体运行情况，是一个综合了多方信息监测系统性能和运行信息的实用工具。通过top命令可以有效的发现系统的缺陷出在哪里，如内存不够、CPU处理能力不够、IO读写过高等。通过top命令所提供的互动式界面，用热键可以管理。
  相关语法：top -X

1.1 La description détaillée est la suivante :

• Mem

 : informations sur l'utilisation de la mémoire

Swap
•  : informations sur l'utilisation de l'espace d'échange

total

 : taille totale de la mémoire physique.

used : La mémoire physique a été utilisée.

gratuit🎜 : mémoire physique disponible.
🎜shared🎜 : la quantité totale de mémoire partagée par plusieurs processus.
🎜buffers/cached🎜 : Le tampon de cache utilise la taille de la mémoire physique.
🎜disponible🎜 : La taille de la mémoire physique qui peut également être utilisée par les applications. 🎜

🎜🎜1.2 La relation entre les mémoires physiques🎜

🎜🎜total = utilisé + libre + tampon/cache🎜
🎜disponible = libre + tampon/cache🎜 (D'une manière générale, c'est le cas pour les ordinateurs personnels, mais si les utilisateurs ordinaires de serveurs ou de cloud public disposent d'un tampon/cache qui ne peut pas être utilisé, ils auront à leur disposition 🎜🎜1.3 La différence entre gratuit et disponible🎜🎜🎜free🎜 est la mémoire qui n'est pas utilisée
🎜disponible🎜 est la mémoire que l'application considère comme disponible
Linux afin d'améliorer les performances de lecture et d'écriture consomme une partie des ressources mémoire sous forme de cache ou de mémoire tampon. Du point de vue du noyau, cette partie 🎜buffer/cache🎜 appartient à la mémoire utilisée lorsque l'application demande de la mémoire et de la mémoire libre. la mémoire n'est pas suffisante, le noyau recyclera le tampon et le cache pour répondre aux besoins en mémoire de l'application. 🎜

🎜🎜La différence entre 1.4buff et cache🎜

🎜Il y a une certaine différence entre les tampons et le cache : 🎜🎜🎜Un tampon est quelque chose qui n'a pas encore été " écrit" sur le disque.　 —buffer Cache d'écriture. Lors du stockage des données, elles sont d'abord enregistrées dans le tampon du disque, puis écrites dans l'espace permanent. 🎜🎜Un cache est quelque chose qui a été "extrait" du disque et stocké pour une utilisation ultérieure. . --cache Lire le cache, une fois les données lues sur le disque, elles sont temporairement stockées dans le tampon pour préparer leur utilisation ultérieure par le programme. 🎜🎜

🎜🎜1.5 description du paramètre gratuit🎜

🎜L'unité affichée sous la commande free est k, vous pouvez ajouter -m après free (c'est-à-dire free -m ) L'unité d'affichage est Mo, comme indiqué ci-dessous :

Vous pouvez afficher les commandes détaillées de free via free --help :
🎜🎜Vous pouvez automatiquement faire correspondre les unités adaptées aux habitudes de lecture des gens grâce à l'option -h gratuite , où h est le sens de l'humanité. 🎜🎜🎜ps:🎜
Ligne 3 🎜swap🎜 est la partition de swap, qui est similaire à la mémoire virtuelle du système Windows. Lorsque la mémoire est insuffisante, une partie de l'espace du disque dur est virtualisée en mémoire pour résoudre le problème. problème de capacité mémoire insuffisante. 🎜🎜🎜🎜🎜2 Vérifiez la mémoire occupée par le processus🎜🎜🎜🎜🎜La commande top peut visualiser dynamiquement le fonctionnement global du système en temps réel. C'est un outil pratique qui intègre multi-. outil de surveillance des informations sur les performances et le fonctionnement du système d'informations sur les parties. La commande top peut détecter efficacement les défauts du système, tels qu'une mémoire insuffisante, une puissance de traitement CPU insuffisante et une lecture et une écriture d'E/S excessives. L'interface interactive fournie par la commande top peut être gérée à l'aide de raccourcis clavier.
Syntaxe associée : top -X🎜🎜

-b：以批处理模式操作；
-c：显示完整的治命令；
-d：屏幕刷新间隔时间；
-I：忽略失效过程；
-s：保密模式；
-S：累积模式；
-i<时间>：设置间隔时间；
-u<用户名>：指定用户名；
-p<进程号>：指定进程；
-n<次数>：循环显示的次数。

🎜🎜 Quelques commandes interactives pouvant être utilisées lors de l'exécution de la commande top. Ces commandes comportent une seule lettre et certaines d'entre elles peuvent être bloquées si l'option -s est utilisée sur la ligne de commande. La commande interactive est la suivante : 🎜🎜

h：显示帮助画面，给出一些简短的命令总结说明；
k：终止一个进程；
i：忽略闲置和僵死进程，这是一个开关式命令；
q：退出程序；
r：重新安排一个进程的优先级别；
S：切换到累计模式；
s：改变两次刷新之间的延迟时间（单位为s），如果有小数，就换算成ms。输入0值则系统将不断刷新，默认值是5s；
f或者F：从当前显示中添加或者删除项目；
o或者O：改变显示项目的顺序；
l：切换显示平均负载和启动时间信息；
m：切换显示内存信息；
t：切换显示进程和CPU状态信息；
c：切换显示命令名称和完整命令行；
M：根据驻留内存大小进行排序；
P：根据CPU使用百分比大小进行排序；
T：根据时间/累计时间进行排序；
w：将当前设置写入~/.toprc文件中。

🎜🎜🎜 Entrez la commande top directement dans le terminal, vous pouvez voir l'interface suivante 🎜🎜🎜🎜🎜🎜

2.1 top命令的第一到第五行的详细说明如下：

top - 10:14:31 当前系统时间
up 3 days, 22:36 系统已经运行了3天22h36min
1 users 共有1个用户为登录状态
load average: 0.57, 0.74, 0.65 系统负载，即任务队列的平均长度，load average后面的三个数字分别表示距离现在一分钟，五分钟，十五分钟的负载情况。
注意：load average数据是每隔5秒钟检查一次活跃的进程数，然后按特定算法计算出的数值。如果这个数除以逻辑CPU的数量，结果高于5的时候就表明系统在超负荷运转了。

Tasks: 322 total 总进程数
2 running 正在运行的进程数
320 sleeping 睡眠的进程数
0 stopped 停止的进程数
0 zombie 冻结进程数
%Cpu(s): 2.7 us, 用户空间占用CPU百分比（用户态使用CPU占比）
2.7 sy 内核空间占用CPU百分比 （系统态使用CPU占比）
0.0 ni 用做nice加权的进程分配的用户态cpu时间比
94.0 id 空闲的cpu时间比
0.0 wa IO wait ，cpu等待磁盘写入完成时间
0.0 hi Hardware IRQ，硬中断消耗时间
0.0 si Software IRQ，软中断消耗时间
0.7 st 被hypervisor（管理程序，一般为服务器或者虚拟机）偷取时间
MiB Mem : 11995.2 total 物理内存总量，单位：Mb
360.9 free 空闲内存总量
6766.0 used 使用的物理内存总量，此处需要注意的是：used实际指的是现在系统内核控制的内存数，空闲内存总量（free）是内核还未纳入其管控范围的数量。纳入内核管理的内存不见得都在使用中，还包括过去使用过的现在可以被重复利用的内存，内核并不把这些可被重新使用的内存交还到free中去，因此在linux上free内存会越来越少，但不用为此担心。
4868.3+buff/cache 用作内核缓存的内存量
MiB Swap: 7680.0 total 交换区总量
7433.1 free 空闲交换区总量
246.9 used 使用的交换区总量
3665.4 avail Mem 在不交换的情况下，对启动新应用程序可用内存的估计
（网上也有说法是交换区的可用容量）
top命令第六行为空。
top命令第七行是各个进程的监控：

从左到右依次为：

PID — 进程id
USER — 进程所有者
PR — 进程优先级
NI — nice值。负值表示高优先级，正值表示低优先级
VIRT — 进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES
RES — 进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA
SHR — 共享内存大小，单位kb
S — 进程状态。D=不可中断的睡眠状态 R=运行 S=睡眠 T=跟踪/停止 Z=僵尸进程
%CPU — 上次更新到现在的CPU时间占用百分比
%MEM — 进程使用的物理内存百分比
TIME+ — 进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒
COMMAND — 进程名称（命令名/命令行）

需要注意的是，此界面显示的并不是所有进程，由于页面显示限制仅仅显示了这几行，我们可以通过top -b -n 1查看系统的所有进程的快照。

3查看内核占用内存

命令：cat /proc/meminfo

注：initrd和初始化代码init在引导完成之后会被释放掉，所以最终的内核可管理内存(total)会比dmesg显示的available更多一点，相应的源代码可参见： free_initrd_mem() 和 free_initmem()。
优化可以主要从优化保留内存和优化used内存两个方面进行，具体的需要结合代码。
查看磁盘命令比较多，最常用的为: df -lh 命令

4 lsmod查看驱动占用内存

命令：lsmod

• 功能：
  列出已加载的模块，以友好的方式显示/proc/modules的内容
• 格式：
  第一列：Module表示模块的名称，如sysDebug
  第二列：Size表示模块大小，单位：byte
  第三列：Used 表示依赖的模块个数
  第四列：by表示依赖的模块内容
• 示例：
  lsmod|grep -i ext3 //查看当前系统是否加载ext3驱动模块

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