前言
大家好，又見面了，我是沐風(fēng)曉月，本文是專欄【linux基本功-基礎(chǔ)命令實(shí)戰(zhàn)】的第53篇文章。
專欄地址：[linux基本功-基礎(chǔ)命令專欄] ， 此專欄是沐風(fēng)曉月對(duì)Linux常用命令的匯總，希望能夠加深自己的印象，以及幫助到其他的小伙伴????。
如果文章有什么需要改進(jìn)的地方還請(qǐng)大佬不吝賜教????。
??個(gè)人主頁(yè)：我是沐風(fēng)曉月
??個(gè)人簡(jiǎn)介：大家好，我是沐風(fēng)曉月，雙一流院校計(jì)算機(jī)專業(yè)????
?? 座右銘： 先努力成長(zhǎng)自己，再幫助更多的人 ，一起加油進(jìn)步??????
??歡迎大家：這里是CSDN，我總結(jié)知識(shí)的地方，喜歡的話請(qǐng)三連，有問(wèn)題請(qǐng)私信??
一. free命令介紹
free 是一個(gè) Linux 和 Unix 操作系統(tǒng)中常用的命令，它用于顯示系統(tǒng)中可用內(nèi)存的總量、已用內(nèi)存的總量、空閑內(nèi)存的總量和緩存的內(nèi)存量。
二. 語(yǔ)法格式及常用選項(xiàng)
依據(jù)慣例，我們還是先查看幫助，使用 free --help
[root@mufeng ~]# free --help
Usage:
free [options]
Options:
-b, --bytes show output in bytes
-k, --kilo show output in kilobytes
-m, --mega show output in megabytes
-g, --giga show output in gigabytes
--tera show output in terabytes
--peta show output in petabytes
-h, --human show human-readable output
--si use powers of 1000 not 1024
-l, --lohi show detailed low and high memory statistics
-t, --total show total for RAM + swap
-s N, --seconds N repeat printing every N seconds
-c N, --count N repeat printing N times, then exit
-w, --wide wide output
--help display this help and exit
-V, --version output version information and exit
為了更直觀一些，我們把常用的參數(shù)用表格來(lái)展示：
| 參數(shù) | 描述 |
|---|---|
| -b | 以字節(jié)為單位顯示內(nèi)存使用情況； |
| -k | 以千字節(jié)為單位顯示內(nèi)存使用情況； |
| -m | 以兆字節(jié)為單位顯示內(nèi)存使用情況； |
| -g | 以吉字節(jié)為單位顯示內(nèi)存使用情況； |
| -h | 人性化顯示內(nèi)存使用情況，以適合人類閱讀的方式顯示； |
| -s <秒數(shù)> | 指定間隔秒數(shù)，以連續(xù)監(jiān)控內(nèi)存使用情況； |
| -c <次數(shù)> | 指定監(jiān)控次數(shù)，完成后退出； |
| -t | 在匯總行中顯示內(nèi)存總量。 |
有了具體的參數(shù)之后，我們?cè)賮?lái)看實(shí)戰(zhàn)案例：
三. 參考案例
3.1 查看free相關(guān)的信息
[root@mufeng ~]# free
total used free shared buff/cache available
Mem: 1863252 833224 376152 134604 653876 657068
Swap: 2097148 29448 2067700
這里出現(xiàn)的參數(shù)的解釋：
- total：物理內(nèi)存總量。
- used：已經(jīng)使用的物理內(nèi)存量。
- free：尚未使用的物理內(nèi)存量。
- shared：被共享使用的物理內(nèi)存量
- buffers：被緩存的物理內(nèi)存量。
- cached：被緩存的硬盤文件的物理內(nèi)存量。
- available：剩余可用的物理內(nèi)存量。
- Swaptotal：交換空間總量。
- Swap used：已經(jīng)使用的交換空間量
- Swap free：尚未使用的交換空間量
示例輸出：
total used free shared buffers cached
Mem: 1024000 999000 24000 3000 12000 700000
-/+ buffers/cache: 287000 737000
Swap: 524284 0 524284
上述示例輸出解釋：
物理內(nèi)存總量為1GB（1024000KB）。
已經(jīng)使用的物理內(nèi)存量為999MB（999000KB）。
尚未使用的物理內(nèi)存量為24MB（24000KB）。
被共享使用的物理內(nèi)存量為3MB（3000KB）。
被緩存的物理內(nèi)存量為12MB（12000KB）。
被緩存的硬盤文件的物理內(nèi)存量為700MB（700000KB）。
剩余可用的物理內(nèi)存量為737MB（737000KB）。
交換空間總量為512MB（524284KB）。
已經(jīng)使用的交換空間量為0。
尚未使用的交換空間量為512MB（524284KB）。
問(wèn)題1： 那buffers和cached都是緩存，兩者有什么區(qū)別呢？
的確buffers 和 cached 都是用于緩存的內(nèi)存，但是它們的緩存對(duì)象不同：
buffers：用于緩存塊設(shè)備（如硬盤、光驅(qū)等）的輸入輸出數(shù)據(jù)，緩存的是磁盤塊的數(shù)據(jù)。這個(gè)緩存會(huì)在數(shù)據(jù)被寫入磁盤后被釋放掉，不會(huì)持久化到磁盤上。
cached：用于緩存文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，緩存的是文件數(shù)據(jù)。這個(gè)緩存會(huì)在文件被修改時(shí)被寫入磁盤，從而變成持久化的緩存。
因此，buffers 主要是用于優(yōu)化磁盤 I/O 操作，而 cached 主要是用于優(yōu)化文件讀取操作。在 Linux 系統(tǒng)中，buffers 和 cached 都會(huì)占用未被應(yīng)用程序使用的內(nèi)存，以提高系統(tǒng)性能和響應(yīng)速度。當(dāng)需要更多內(nèi)存時(shí)，它們可以被釋放掉，以供應(yīng)用程序使用。
問(wèn)題2 ： free中的available 是什么
“available” 的美音標(biāo)是 /??ve?l?bl/
available 字段是指系統(tǒng)中可用的內(nèi)存量，它表示系統(tǒng)當(dāng)前可用于分配給新進(jìn)程使用的內(nèi)存量。這個(gè)值并不完全等于 free 字段，因?yàn)檫€考慮了緩存的內(nèi)存和已經(jīng)被分配但可以被回收的內(nèi)存。
available 字段的計(jì)算方法是：free + buffers + cached - low water mark，其中 low water mark 是一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部預(yù)留的緩沖區(qū)，用于保證系統(tǒng)能夠保持足夠的緩存能力，以應(yīng)對(duì)高峰期的內(nèi)存需求。
available 字段可以用來(lái)估算系統(tǒng)還可以為新進(jìn)程提供的內(nèi)存空間，因?yàn)樗紤]了系統(tǒng)當(dāng)前緩存的內(nèi)存，以及一些可以被回收的內(nèi)存。但是需要注意的是，這個(gè)值并不是絕對(duì)精確的，因?yàn)樗皇且粋€(gè)估算值，而且可能會(huì)隨著系統(tǒng)使用情況的變化而變化。
從應(yīng)用程序的角度來(lái)說(shuō)，可用內(nèi)存=系統(tǒng)free memory+buffers+cached。
3.2 以MB的形式顯示內(nèi)存的使用情況
以M對(duì)形式顯示，此處用的是MB
[root@mufeng ~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 1819 813 367 131 638 641
Swap: 2047 28 2019
[root@mufeng ~]#
3.3 以總和的形式顯示內(nèi)存的使用情況
此處使用 -t參數(shù)，代碼如下：
[root@mufeng ~]# free -t
total used free shared buff/cache available
Mem: 1863252 833156 376216 134604 653880 657136
Swap: 2097148 29448 2067700
Total: 3960400 862604 2443916
[root@mufeng ~]#
3.4 周期性的查詢內(nèi)存的使用情況
-s參數(shù)可以周期行的查詢內(nèi)存的使用情況：
比如每五秒鐘查詢一次：
[root@mufeng ~]# free -s 5
total used free shared buff/cache available
Mem: 1863252 833220 376152 134604 653880 657072
Swap: 2097148 29448 2067700
total used free shared buff/cache available
Mem: 1863252 833220 376152 134604 653880 657072
Swap: 2097148 29448 2067700
可以看到每五秒鐘會(huì)跳一次，也就是查詢一次。
3.5 以更人性化的形式來(lái)查看內(nèi)存的結(jié)果輸出
此處我們用到 -h參數(shù)
[root@mufeng ~]# free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 1.8G 813M 367M 131M 638M 641M
Swap: 2.0G 28M 2.0G
[root@mufeng ~]#
以上就是free命令的全部?jī)?nèi)容，后續(xù)如果有新的感悟在繼續(xù)添加。
四. free在腳本中的應(yīng)用
下面是一個(gè)關(guān)于free命令的腳本示例，該腳本可以在Linux系統(tǒng)中使用，用于監(jiān)視系統(tǒng)的內(nèi)存使用情況，并在內(nèi)存不足時(shí)發(fā)出警告。
#!/bin/bash
THRESHOLD=80 # 內(nèi)存使用率超過(guò)80%時(shí)發(fā)出警告
while true
do
OUTPUT=$(free | grep Mem)
TOTAL=$(echo $OUTPUT | awk '{print $2}')
USED=$(echo $OUTPUT | awk '{print $3}')
FREE=$(echo $OUTPUT | awk '{print $4}')
PERCENTAGE=$((USED*100/TOTAL))
DATE=$(date)
if [ $PERCENTAGE -gt $THRESHOLD ]; then
echo "警告！內(nèi)存使用率超過(guò) $THRESHOLD% 在 $DATE！"
fi
sleep 10
done
腳本解釋：
-
THRESHOLD=80：定義一個(gè)變量THRESHOLD，表示內(nèi)存使用率的閾值，即當(dāng)內(nèi)存使用率超過(guò)80%時(shí)發(fā)出警告。
-
while true：無(wú)限循環(huán)，不停地監(jiān)視內(nèi)存使用情況。
-
OUTPUT=$(free | grep Mem)：執(zhí)行free命令，并使用grep命令過(guò)濾出其中包含“Mem”的行，將輸出結(jié)果賦值給變量OUTPUT。
-
TOTAL=$(echo $OUTPUT | awk ‘{print $2}’)：使用echo和awk命令從變量OUTPUT中提取出物理內(nèi)存總量，將結(jié)果賦值給變量TOTAL。
-
USED=$(echo $OUTPUT | awk ‘{print $3}’)：使用echo和awk命令從變量OUTPUT中提取出已使用的物理內(nèi)存量，將結(jié)果賦值給變量USED。
-
FREE=$(echo $OUTPUT | awk ‘{print $4}’)：使用echo和awk命令從變量OUTPUT中提取出尚未使用的物理內(nèi)存量，將結(jié)果賦值給變量FREE。
-
PERCENTAGE=$((USED*100/TOTAL))：計(jì)算內(nèi)存使用率的百分比，將結(jié)果賦值給變量PERCENTAGE。
-
DATE=$(date)：獲取當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間，將結(jié)果賦值給變量DATE。
-
if [ $PERCENTAGE -gt $THRESHOLD ]; then：如果內(nèi)存使用率超過(guò)閾值，即PERCENTAGE大于THRESHOLD，則執(zhí)行下一步。
-
echo “警告！內(nèi)存使用率超過(guò) $THRESHOLD% 在 $DATE！”：在控制臺(tái)上輸出警告信息，包括當(dāng)前時(shí)間和內(nèi)存使用率。
-
sleep 10：休眠10秒，等待下一次監(jiān)視。
總結(jié)
free命令在日常工作中，應(yīng)用的比較廣泛，一定要認(rèn)真學(xué)習(xí)，記熟記牢常用參數(shù)。
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