LINUX系统的内存管理知识详解

　　关于LINUX系统的内存管理知识详解
　　内存是Linux内核所管理的最重要的资源之一。内存管理系统是操作系统中最为重要的部分，因为系统的物理内存总是少于系统所需要的内存数量。虚拟内存就是为了克服这个矛盾而采用的策略。系统的虚拟内存通过在各个进程之间共享内存而使系统看起来有多于实际内存的内存容量。Linux支持虚拟内存，就是使用磁盘作为RAM的扩展，使可用内存相应地有效扩大。核心把当前不用的内存块存到硬盘，腾出内存给其他目的。当原来的内容又要使用时，再读回内存。以下就是小编为大家整理到的详细LINUX系统内存管理的知识，欢迎大家阅读！！！
　　LINUX系统教程：内存管理的知识详解
　　一、内存使用情况监测
　　（1）实时监控内存使用情况
　　在命令行使用“Free”命令可以监控内存使用情况
　　代码如下：
　　free
　　totalusedfreesharedbufferscached
　　Mem：25602419228463740010676101004
　　bufferscache：80604175420
　　Swap：5220720522072
　　上面给出了一个256兆的RAM和512兆交换空间的系统情况。第三行输出（Mem：）显示物理内存。total列不显示核心使用的物理内存（通常大约1MB）。used列显示被使用的内存总额（第二行不计缓冲）。free列显示全部没使用的内存。Shared列显示多个进程共享的内存总额。Buffers列显示磁盘缓存的当前大小。第五行（Swap：）对对换空间，显示的信息类似上面。如果这行为全0，那么没使用对换空间。在缺省的状态下，free命令以千字节（也就是1024字节为单位）来显示内存使用情况。可以使用h参数以字节为单位显示内存使用情况，或者可以使用m参数以兆字节为单位显示内存使用情况。还可以通过s参数使用命令来不间断地监视内存使用情况：
　　freebs2
　　这个命令将会在终端窗口中连续不断地报告内存的使用情况，每2秒钟更新一次。
　　（2）组合watch與free命令用来实时监控内存使用情况：
　　代码如下：
　　watchn2dfree
　　Every2。0s：freeFriJul606：06：122007
　　totalusedfreesharedbufferscached
　　Mem：233356218616147400556064784
　　bufferscache：14827285084
　　Swap：6225846656615928
　　watch命令会每两秒执行free一次，执行前会清除屏幕，在同样位置显示数据。因为watch命令不会卷动屏幕，所以适合出长时间的监测内存使用率。可以使用n选项，控制执行的频率；也可以利用d选项，让命令将每次不同的地方显示出来。Watch命令会一直执行，直到您按下〔Ctrl〕〔C〕为止。
　　二、虚拟内存的概念
　　（1）Linux虚拟内存实现机制
　　Linux虚拟内存的实现需要六种机制的支持：地址映射机制、内存分配回收机制、缓存和刷新机制、请求页机制、交换机制、内存共享机制。
　　首先内存管理程序通过映射机制把用户程序的逻辑地址映射到物理地址，在用户程序运行时如果发现程序中要用的虚地址没有对应的物理内存时，就发出了请求页要求；如果有空闲的内存可供分配，就请求分配内存（于是用到了内存的分配和回收），并把正在使用的物理页记录在缓存中（使用了缓存机制）。如果没有足够的内存可供分配，那么就调用交换机制，腾出一部分内存。另外在地址映射中要通过TLB（翻译后援存储器）来寻找物理页；交换机制中也要用到交换缓存，并且把物理页内容交换到交换文件中后也要修改页表来映射文件地址。
　　（2）虚拟内存容量设定
　　也许有人告诉你，应该分配2倍于物理内存的虚拟内存，但这是个不固定的规律。如果你的物理保存比较小，可以这样设定。如果你有1G物理内存或更多的话，可以缩小一下虚拟内存。Linux会把大量的内存用做Cache的，但在资源紧张时回收回。。你只要看到swap为0或者很小就可以放心了，因为内存放着不用才是最大的浪费。
　　三、使甩vmstat命令监视虚拟内存使用情况
　　vmstat是VirtualMeomoryStatistics（虚拟内存统计）的缩写，可对操作系统的虚拟内存、进程、CPU活动进行监视。它是对系统的整体情况进行统计，不足之处是无法对某个进程进行深入分析。通常使用vmstat55（表示在5秒时间内进行5次采样）命令测试。将得到一个数据汇总它可以反映真正的系统情况。
　　代码如下：
　　vmstat55
　　procsmemoryswapiosystemcpu
　　rbswpdfreebuffcachesisobiboincsussyidwa
　　106279234609116880926301898910615691728542
　　0062792340091248809200014884434414810
　　0062792340091328809200014877424415810
　　1062792340091408809200014868418620740
　　1062792340091488809200015847400925670
　　vmstat命令输出分成六个部分：
　　（1）进程procs：
　　r：在运行队列中等待的进程数。
　　b：在等待io的进程数。
　　（2）内存memoy：
　　swpd：现时可用的。交换内存（单位KB）。
　　free：空闲的内存（单位KB）。
　　buff：缓冲去中的内存数（单位：KB）。
　　cache：被用来做为高速缓存的内存数（单位：KB）。
　　（3）swap交换页面
　　si：从磁盘交换到内存的交换页数量，单位：KB秒。
　　so：从内存交换到磁盘的交换页数量，单位：KB秒。
　　（4）io块设备：
　　bi：发送到块设备的块数，单位：块秒。
　　bo：从块设备接收到的块数，单位：块秒。
　　（5）system系统：
　　in：每秒的中断数，包括时钟中断。
　　cs：每秒的环境（上下文）切换次数。
　　（6）cpu中央处理器：
　　cs：用户进程使用的时间。以百分比表示。
　　sy：系统进程使用的时间。以百分比表示。
　　id：中央处理器的空闲时间。以百分比表示。
　　如果r经常大于4，且id经常小于40，表示中央处理器的负荷很重。如果bi，bo长期不等于0，表示物理内存容量太小。
　　四、Linux服务器的内存泄露和回收内存的方法
　　1、内存泄漏的定义：
　　一般我们常说的内存泄漏是指堆内存的泄漏。堆内存是指程序从堆中分配的，大小任意的（内存块的大小可以在程序运行期决定），使用完后必须显示释放的内存。应用程序一般使用malloc，realloc，new等函数从堆中分配到一块内存，使用完后，程序必须负责相应的调用free或释放该内存块，否则，这块内存就不能被再次使用，我们就说这块内存泄漏了。
　　2、内存泄露的危害
　　从用户使用程序的角度来看，内存泄漏本身不会产生什么危害，作为一般的用户，根本感觉不到内存泄漏的存在。真正有危害的是内存泄漏的堆积，这会最终消耗尽系统所有的内存。从这个角度来说，一次性内存泄漏并没有什么危害，因为它不会堆积，而隐式内存泄漏危害性则非常大，因为较之于常发性和偶发性内存泄漏它更难被检测到。存在内存泄漏问题的程序除了会占用更多的内存外，还会使程序的性能急剧下降。对于服务器而言，如果出现这种情况，即使系统不崩溃，也会严重影响使用。
　　3、内存泄露的检测和回收
　　对于内存溢出之类的麻烦可能大家在编写指针比较多的复杂的程序的时候就会遇到。在Linux或者unix下，C、C语言是最使用工具。但是我们的C程序缺乏相应的手段来检测内存信息，而只能使用top指令观察进程的动态内存总额。而且程序退出时，我们无法获知任何内存泄漏信息。
　　使用kill命令
　　使用Linux命令回收内存，我们可以使用Ps、Kill两个命令检测内存使用情况和进行回收。在使用超级用户权限时使用命令“Ps”，它会列出所有正在运行的程序名称，和对应的进程号（PID）。Kill命令的工作原理是：向Linux操作系统的内核送出一个系统操作信号和程序的进程号（PID）。
　　应用例子：
　　为了高效率回收内存可以使用命令ps参数v：
　　代码如下：
　　〔rootwww〕psv
　　PIDTTYSTATTIMEMAJFLTRSDRSRSSMEMCOMMAND
　　2542tty1Ss0：000816274280。1sbinmingettytty1
　　2543tty2Ss0：000816314280。1sbinmingettytty2
　　2547tty3Ss0：000816314320。1sbinmingettytty3
　　2548tty4Ss0：000816274280。1sbinmingettytty4
　　2574tty5Ss0：000816314320。1sbinmingettytty5
　　2587tty6Ss0：000816274240。1sbinmingettytty6
　　2657tty7Ss1：181217102998170403。0usrbinXorg：0bra
　　2670pts2Ss0：012682621314960。6bash
　　3008pts4Ss0：002682622114720。6binbash
　　3029pts4S0：0023217835480。2ping192。168。1。12
　　3030pts2R0：0027351347680。3psv
　　然后如果想回收Ping命令的内存的话，使用命令：
　　代码如下：
　　Kill93029
　　使用工具软件
　　Memprof是一个非常具有吸引力且非常易于使用的软件，它由RedHat的OwenTalyor创立。这个工具是用于GNOME前端的BoehmDemersWeiser垃圾回收器。这个工具直接就可以执行，并且其工作起来无需对源代码进行任何修改。在程序执行时，这个工具会以图形化的方式显示内存的使用情况。
　　相关介绍：Linux
　　严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核，但人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU工程各种工具和数据库的操作系统。
　　Linux拥有以下特性：类似于Unix的基本思想，支持完全免费与自由传播，完全兼容POSIX1。0标准，支持多用户、多任务、有着良好的界面、支持多种平台。Linux能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。
　　Linux有着许多不同的版本，但它们都使用了Linux内核。Linux可安装在各种计算机硬件设备中，比如手机、平板电脑、路由器、视频游戏控制台、台式计算机、大型机和超级计算机。