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0.引言：

系统内存是硬件系统中必不可少的部分，定时查看系统内存资源运行情况，可以帮助我们及时发现内存资源是否存在异常占用，确保业务的稳定运行。

例如：定期查看公司的网站服务器内存使用情况，可以确保服务器的资源是否够用，或者发现服务器内存被占用异常可以及时解决，避免因内存不够导致无法访问网站或访问速度慢的问题。

因此，对于Linux管理员来说，在日常工作中能够熟练在Linux系统下检查内存的运行状况就变得尤为重要！

查看内存的运行状态并非难事，但是针对不同的情况使用正确的方式查看呢？

一口君整理了几个个非常实用的Linux内存查看方法

• 1、free命令
• 2、vmstat命令
• 3、/proc/meminfo命令
• 4、top命令
• 5、htop命令
• 6、查看进程内存信息

Linux内存总览图

该图很好的描述了OS内存的使用和分配等详细信息。建议大家配合该图来一起学习和理解内存的一些概念。

一、free命令

free命令可以显示当前系统未使用的和已使用的内存数目，还可以显示被内核使用的内存缓冲区。

1.free命令语法：

free[options]

free命令选项：

-b#以Byte为单位显示内存使用情况；-k#以KB为单位显示内存使用情况；-m#以MB为单位显示内存使用情况；-g#以GB为单位显示内存使用情况。-o#不显示缓冲区调节列；-s<间隔秒数>#持续观察内存使用状况；-t#显示内存总和列；-V#显示版本信息。

2.free命令实例

free-t#以总和的形式显示内存的使用信息free-h-s10#周期性的查询内存使用信息，每10s执行一次命令free-h-c10#输出10次在版本v3.2.8，就是输出一次！需要配合-s使用。在版本v3.3.10，不加-s，就默认1秒输出一次。free-V#查看版本号

v3.2.8

v3.3.10

下面先解释一下输出的内容：

二、vmstat指令

vmstat命令是最常见的Linux/Unix监控工具，用于查看系统的内存存储信息，是一个报告虚拟内存统计信息的小工具，属于sysstat包。

vmstat命令报告包括：进程、内存、分页、阻塞IO、中断、磁盘、CPU。

可以展现给定时间间隔的服务器的状态值,包括服务器的CPU使用率，内存使用，虚拟内存交换情况,IO读写情况。

这个命令是我查看Linux/Unix最喜爱的命令，一个是Linux/Unix都支持，二是相比top，我可以看到整个机器的CPU,内存,IO的使用情况，而不是单单看到各个进程的CPU使用率和内存使用率(使用场景不一样)。

1.命令格式：

vmstat-s(参数)

2.举例

一般vmstat工具的使用是通过两个数字参数来完成的，第一个参数是采样的时间间隔数，单位是秒，第二个参数是采样的次数，如:

root@local:~#vmstat21procs-----------memory-------------swap-------io-----system------cpu----rbswpdfreebuffcachesisobiboincsussyidwa10034984723158363819540000120001000

2表示每个两秒采集一次服务器状态，1表示只采集一次。

实际上，在应用过程中，我们会在一段时间内一直监控，不想监控直接结束vmstat就行了,例如:

这表示vmstat每2秒采集数据，按下ctrl+c结束程序，这里采集了3次数据我就结束了程序。

3.常见问题处理

常见问题及解决方法

1. 如果r经常大于4，且id经常少于40，表示cpu的负荷很重。
2. 如果pi，po长期不等于0，表示内存不足。
3. 如果disk经常不等于0，且在b中的队列大于3，表示io性能不好。

• 1.如果在processes中运行的序列(processr)是连续的大于在系统中的CPU的个数表示系统现在运行比较慢,有多数的进程等待CPU。
• 2.如果r的输出数大于系统中可用CPU个数的4倍的话,则系统面临着CPU短缺的问题,或者是CPU的速率过低,系统中有多数的进程在等待CPU,造成系统中进程运行过慢。
• 3.如果空闲时间(cpuid)持续为0并且系统时间(cpusy)是用户时间的两倍(cpuus)系统则面临着CPU资源的短缺。

当发生以上问题的时候请先调整应用程序对CPU的占用情况.使得应用程序能够更有效的使用CPU.同时可以考虑增加更多的CPU.关于CPU的使用情况还可以结合mpstat,psauxtopprstat–a等等一些相应的命令来综合考虑关于具体的CPU的使用情况,和那些进程在占用大量的CPU时间.一般情况下，应用程序的问题会比较大一些.比如一些sql语句不合理等等都会造成这样的现象.

4.内存问题现象:

内存的瓶颈是由scanrate(sr)来决定的.scanrate是通过每秒的始终算法来进行页扫描的.如果scanrate(sr)连续的大于每秒200页则表示可能存在内存缺陷.同样的如果page项中的pi和po这两栏表示每秒页面的调入的页数和每秒调出的页数.如果该值经常为非零值,也有可能存在内存的瓶颈,当然,如果个别的时候不为0的话,属于正常的页面调度这个是虚拟内存的主要原理.

解决办法:

• 1.调节applications&servers使得对内存和cache的使用更加有效.
• 2.增加系统的内存.
• 3.Implementprioritypaginginsinpresolaris8versionsbyaddingline"setprioritypaging=1"in/etc/system.RemovethislineifupgradingfromSolaris7to8&retainingold/etc/systemfile.

关于内存的使用情况还可以结psauxtopprstat–a等等一些相应的命令来综合考虑关于具体的内存的使用情况,和那些进程在占用大量的内存.

一般情况下，如果内存的占用率比较高,但是,CPU的占用很低的时候,可以考虑是有很多的应用程序占用了内存没有释放,但是,并没有占用CPU时间,可以考虑应用程序,对于未占用CPU时间和一些后台的程序,释放内存的占用。

r表示运行队列(就是说多少个进程真的分配到CPU)，我测试的服务器目前CPU比较空闲，没什么程序在跑，当这个值超过了CPU数目，就会出现CPU瓶颈了。

这个也和top的负载有关系，一般负载超过了3就比较高，超过了5就高，超过了10就不正常了，服务器的状态很危险。

top的负载类似每秒的运行队列。如果运行队列过大，表示你的CPU很繁忙，一般会造成CPU使用率很高。

5.常见性能问题分析

IO/CPU/men连锁反应

1.free急剧下降2.buff和cache被回收下降，但也无济于事3.依旧需要使用大量swap交换分区swpd4.等待进程数，b增多5.读写IO，bibo增多6.siso大于0开始从硬盘中读取7.cpu等待时间用于IO等待，wa增加

内存不足

1.开始使用swpd，swpd不为02.siso大于0开始从硬盘中读取

io瓶颈

1.读写IO，bibo增多超过20002.cpu等待时间用于IO等待，wa增加超过203.sy系统调用时间长，IO操作频繁会导致增加>30%4.waio等待时间长iowait%<20%良好iowait%<35%一般iowait%>50%5.进一步使用iostat观察

CPU瓶颈：load,vmstat中r列

1.反应为CPU队列长度2.一段时间内，CPU正在处理和等待CPU处理的进程数之和，直接反应了CPU的使用和申请情况。3.理想的loadaverage：核数*CPU数*0.7CPU个数：grep'physicalid'/proc/cpuinfo|sort-u核数：grep'coreid'/proc/cpuinfo|sort-u|wc-l4.超过这个值就说明已经是CPU瓶颈了

三、/proc/meminfo

用途：用于从/proc文件系统中提取与内存相关的信息。这些文件包含有系统和内核的内部信息。其实free命令中的信息都来自于/proc/meminfo文件。/proc/meminfo文件包含了更多更原始的信息，只是看起来不太直观。

1.查看方法：

cat/proc/meminfo

2.实例及信息解释

peng@ubuntu:~$cat/proc/meminfoMemTotal:2017504kB//所有可用的内存大小，物理内存减去预留位和内核使用。系统从加电开始到引导完成，firmware/BIOS要预留一些内存，内核本身要占用一些内存，最后剩下可供内核支配的内存就是MemTotal。这个值在系统运行期间一般是固定不变的，重启会改变。MemFree:511052kB//表示系统尚未使用的内存。MemAvailable:640336kB//真正的系统可用内存，系统中有些内存虽然已被使用但是可以回收的，比如cache/buffer、slab都有一部分可以回收，所以这部分可回收的内存加上MemFree才是系统可用的内存Buffers:114348kB//用来给块设备做缓存的内存，(文件系统的metadata、pages)Cached:162264kB//分配给文件缓冲区的内存,例如vi一个文件，就会将未保存的内容写到该缓冲区SwapCached:3032kB//被高速缓冲存储用的交换空间（硬盘的swap）的大小Active:555484kB//经常使用的高速缓冲存储器页面文件大小Inactive:295984kB//不经常使用的高速缓冲存储器文件大小Active(anon):381020kB//活跃的匿名内存Inactive(anon):244068kB//不活跃的匿名内存Active(file):174464kB//活跃的文件使用内存Inactive(file):51916kB//不活跃的文件使用内存Unevictable:48kB//不能被释放的内存页Mlocked:48kB//系统调用mlockSwapTotal:998396kB//交换空间总内存SwapFree:843916kB//交换空间空闲内存Dirty:128kB//等待被写回到磁盘的Writeback:0kB//正在被写回的AnonPages:572776kB//未映射页的内存/映射到用户空间的非文件页表大小Mapped:119816kB//映射文件内存Shmem:50212kB//已经被分配的共享内存Slab:113700kB//内核数据结构缓存SReclaimable:68652kB//可收回slab内存SUnreclaim:45048kB//不可收回slab内存KernelStack:8812kB//内核消耗的内存PageTables:27428kB//管理内存分页的索引表的大小NFS_Unstable:0kB//不稳定页表的大小Bounce:0kB//在低端内存中分配一个临时buffer作为跳转，把位于高端内存的缓存数据复制到此处消耗的内存WritebackTmp:0kB//FUSE用于临时写回缓冲区的内存CommitLimit:2007148kB//系统实际可分配内存Committed_AS:3567280kB//系统当前已分配的内存VmallocTotal:34359738367kB//预留的虚拟内存总量VmallocUsed:0kB//已经被使用的虚拟内存VmallocChunk:0kB//可分配的最大的逻辑连续的虚拟内存HardwareCorrupted:0kB//表示“中毒页面”中的内存量即hasfailed的内存(通常由ECC标记).ECC代表“纠错码”.ECCmemory能够纠正小错误并检测较大错误;在具有非ECC内存的典型PC上,内存错误未被检测到.如果使用ECC检测到无法纠正的错误(在内存或缓存中,具体取决于系统的硬件支持),则Linux内核会将相应的页面标记为中毒.AnonHugePages:0kB//匿名大页【/proc/meminfo的AnonHugePages==所有进程的/proc/<pid>/smaps中AnonHugePages之和】ShmemHugePages:0kB//用于共享内存的大页ShmemPmdMapped:0kBCmaTotal:0kB//连续内存区管理总量CmaFree:0kB//连续内存区管理空闲量HugePages_Total:0//预留HugePages的总个数HugePages_Free:0//池中尚未分配的HugePages数量，真正空闲的页数等于HugePages_Free-HugePages_RsvdHugePages_Rsvd:0//表示池中已经被应用程序分配但尚未使用的HugePages数量HugePages_Surp:0//这个值得意思是当开始配置了20个大页，现在修改配置为16，那么这个参数就会显示为4，一般不修改配置，这个值都是0Hugepagesize:2048kB//大内存页的size//指直接映射(directmapping)的内存大小，从代码上来看，值记录管理页表占用的内存,就是描述线性映射空间中，有多个空间分别使用了2M/4K/1G页映射DirectMap4k:96128kBDirectMap2M:2000896kBDirectMap1G:0kB

注意这个文件显示的单位是kB而不是KB，1kB=1000B,但是实际上应该是KB，1KB=1024B

还可以使用命令less/proc/meminfo直接读取该文件。通过使用less命令，可以在长长的输出中向上和向下滚动，找到你需要的内容。

从中我们可以很清晰明了的看出内存中的各种指标情况，例如MemFree的空闲内存和SwapFree中的交换内存。

3.代码实例

负责输出/proc/meminfo的源代码是：

-b#以Byte为单位显示内存使用情况；-k#以KB为单位显示内存使用情况；-m#以MB为单位显示内存使用情况；-g#以GB为单位显示内存使用情况。-o#不显示缓冲区调节列；-s<间隔秒数>#持续观察内存使用状况；-t#显示内存总和列；-V#显示版本信息。1

-b#以Byte为单位显示内存使用情况；-k#以KB为单位显示内存使用情况；-m#以MB为单位显示内存使用情况；-g#以GB为单位显示内存使用情况。-o#不显示缓冲区调节列；-s<间隔秒数>#持续观察内存使用状况；-t#显示内存总和列；-V#显示版本信息。2

四、top指令

用途：用于打印系统中的CPU和内存使用情况。输出结果中，可以很清晰的看出已用和可用内存的资源情况。top最好的地方之一就是发现可能已经失控的服务的进程ID号（PID）。有了这些PID，你可以对有问题的任务进行故障排除（或kill）。

语法

-b#以Byte为单位显示内存使用情况；-k#以KB为单位显示内存使用情况；-m#以MB为单位显示内存使用情况；-g#以GB为单位显示内存使用情况。-o#不显示缓冲区调节列；-s<间隔秒数>#持续观察内存使用状况；-t#显示内存总和列；-V#显示版本信息。3

参数说明：

-b#以Byte为单位显示内存使用情况；-k#以KB为单位显示内存使用情况；-m#以MB为单位显示内存使用情况；-g#以GB为单位显示内存使用情况。-o#不显示缓冲区调节列；-s<间隔秒数>#持续观察内存使用状况；-t#显示内存总和列；-V#显示版本信息。4

举例

第一行，任务队列信息，同uptime命令的执行结果

系统时间：02:19:10运行时间：up2:26min,当前登录用户：1user负载均衡(uptime)loadaverage:0.00,0.06,0.07average后面的三个数分别是1分钟、5分钟、15分钟的负载情况。loadaverage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

第二行，Tasks—任务（进程）

总进程:229total,运行:1running,休眠:163sleeping,停止:0stopped,僵尸进程:0zombie

第三行，cpu状态信息

0.7%us【userspace】—用户空间占用CPU的百分比。1.0%sy【sysctl】—内核空间占用CPU的百分比。0.0%ni【】—改变过优先级的进程占用CPU的百分比97.9%id【idolt】—空闲CPU百分比0.3%wa【wait】—IO等待占用CPU的百分比0.0%hi【HardwareIRQ】—硬中断占用CPU的百分比0.0%si【SoftwareInterrupts】—软中断占用CPU的百分比

第四行,内存状态

2017504total,653616free,1154200used,209688buff/cache【缓存的内存量】

第五行，swap交换分区信息

998396total,771068free,227328used.635608availMem

第七行以下：各进程（任务）的状态监控

PID—进程idUSER—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+RESRES—进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATASHR—共享内存大小，单位kbS—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）

常用实例

• 显示进程信息

-b#以Byte为单位显示内存使用情况；-k#以KB为单位显示内存使用情况；-m#以MB为单位显示内存使用情况；-g#以GB为单位显示内存使用情况。-o#不显示缓冲区调节列；-s<间隔秒数>#持续观察内存使用状况；-t#显示内存总和列；-V#显示版本信息。5

• 显示完整命令

-b#以Byte为单位显示内存使用情况；-k#以KB为单位显示内存使用情况；-m#以MB为单位显示内存使用情况；-g#以GB为单位显示内存使用情况。-o#不显示缓冲区调节列；-s<间隔秒数>#持续观察内存使用状况；-t#显示内存总和列；-V#显示版本信息。5-c

• 以批处理模式显示程序信息

-b#以Byte为单位显示内存使用情况；-k#以KB为单位显示内存使用情况；-m#以MB为单位显示内存使用情况；-g#以GB为单位显示内存使用情况。-o#不显示缓冲区调节列；-s<间隔秒数>#持续观察内存使用状况；-t#显示内存总和列；-V#显示版本信息。5-b

• 以累积模式显示程序信息

-b#以Byte为单位显示内存使用情况；-k#以KB为单位显示内存使用情况；-m#以MB为单位显示内存使用情况；-g#以GB为单位显示内存使用情况。-o#不显示缓冲区调节列；-s<间隔秒数>#持续观察内存使用状况；-t#显示内存总和列；-V#显示版本信息。5-S

• 设置信息更新次数

-b#以Byte为单位显示内存使用情况；-k#以KB为单位显示内存使用情况；-m#以MB为单位显示内存使用情况；-g#以GB为单位显示内存使用情况。-o#不显示缓冲区调节列；-s<间隔秒数>#持续观察内存使用状况；-t#显示内存总和列；-V#显示版本信息。9

//表示更新两次后终止更新显示

• 设置信息更新时间

-b#以Byte为单位显示内存使用情况；-k#以KB为单位显示内存使用情况；-m#以MB为单位显示内存使用情况；-g#以GB为单位显示内存使用情况。-o#不显示缓冲区调节列；-s<间隔秒数>#持续观察内存使用状况；-t#显示内存总和列；-V#显示版本信息。5-d3

//表示更新周期为3秒

• 显示指定的进程信息

-b#以Byte为单位显示内存使用情况；-k#以KB为单位显示内存使用情况；-m#以MB为单位显示内存使用情况；-g#以GB为单位显示内存使用情况。-o#不显示缓冲区调节列；-s<间隔秒数>#持续观察内存使用状况；-t#显示内存总和列；-V#显示版本信息。5-p139

//显示进程号为139的进程信息，CPU、内存占用率等

• 显示更新十次后退出

free-t#以总和的形式显示内存的使用信息free-h-s10#周期性的查询内存使用信息，每10s执行一次命令free-h-c10#输出10次在版本v3.2.8，就是输出一次！需要配合-s使用。在版本v3.3.10，不加-s，就默认1秒输出一次。free-V#查看版本号2

五、htop指令

htop它类似于top命令，但可以让你在垂直和水平方向上滚动，所以你可以看到系统上运行的所有进程，以及他们完整的命令行。

可以不用输入进程的PID就可以对此进程进行相关的操作(killing,renicing)。

htop快照：

可以使用快捷键

free-t#以总和的形式显示内存的使用信息free-h-s10#周期性的查询内存使用信息，每10s执行一次命令free-h-c10#输出10次在版本v3.2.8，就是输出一次！需要配合-s使用。在版本v3.3.10，不加-s，就默认1秒输出一次。free-V#查看版本号3

第1行-第4行：显示CPU当前的运行负载，有几核就有几行，我的是1核

Mem：显示内存的使用情况，3887M大概是3.8G，此时的Mem不包含buffers和cached的内存，所以和free-m会不同Swp：显示交换空间的使用情况，交换空间是当内存不够和其中有一些长期不用的数据时，ubuntu会把这些暂时放到交换空间中

其他信息可以参考top命令说明。

PS：如果你终端没安装htop,先通过指令来安装。sudoapt-getupdatesudoaptinstallhtop

六、查看制定进程的内存

通过/proc/procid/status查看进程内存

free-t#以总和的形式显示内存的使用信息free-h-s10#周期性的查询内存使用信息，每10s执行一次命令free-h-c10#输出10次在版本v3.2.8，就是输出一次！需要配合-s使用。在版本v3.3.10，不加-s，就默认1秒输出一次。free-V#查看版本号4

总结：

确定内存使用情况是Linux运维工程师必要的技能，尤其是某个应用程序变得异常和占用系统内存时。当发生这种情况时，知道有多种工具可以帮助你进行故障排除十分方便的。