Linux 系统如何清除内存缓存

操作系统 · 2015-12-03

其他操作系统一样,GNU/Linux 同样提供了高效的内存管理功能,甚至更加高效。当然,如果某些进程消耗光所有内存的时候,Linux 也提供了清除内存缓存的方法。

在本文中,我们将探讨如何清除 Linux 系统上的 RAM 内存缓存、缓冲区和交换空间以提高整体性能。

理解内存缓存、缓冲区以及交换空间

我们首先探讨一下 Linux 系统内存缓存、缓冲区以及交换空间用途。

内存缓存

内存缓存是内核用来保存定期访问的数据的机制。虽然这可以提高系统响应能力,但过度的缓存可能会导致保留过时的数据,从而影响性能。

缓冲区

与内存缓存一样,缓冲区也临时保存数据,但用途不同。缓冲区存储 CPU 和硬盘等组件之间传输的数据,促进顺畅的数据通信。同样的,过多的缓冲数据也会降低系统速度。

交换空间

交换空间是硬盘上分配的区域,当物理 RAM 耗尽时,由它充当虚拟内存。虽然它可以防止由于内存不足而导致系统崩溃,但如果过度使用,它可能会降低系统速度。

Linux 系统如何清除内存缓存

每个 Linux 系统都有三个选项,可以在不中断任何进程或服务的情况下清除缓存。

请除页面缓存(PageCache)

如果只清除PageCache,可以使用如下命令,该命令会专门清除PageCache,帮助释放内存资源:

# sync; echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches

清除目录项(dentry)和索引节点(inodes

Linux文件系统中,dentry(目录项)和inode(索引节点)是两个非常重要的概念。

dentry 是目录项,它是指向 inode 的指针,它包含了文件名以及一些其他的信息,例如访问时间和权限等。dentry 的作用是缓存文件系统中的目录项,以加速文件系统的访问。当系统需要访问文件时,它会首先在 dentry 缓存中查找,如果找到了匹配的dentry,就可以直接访问相应的文件,从而避免了一些昂贵的系统调用。

inode 是索引节点,它是文件系统中一个非常重要的数据结构。每个文件或目录都有一个相应的inode,它包含了文件的元数据,例如文件的所有者、文件的权限、文件的大小、文件的创建时间、修改时间和访问时间等。此外,inode还包含指向数据块的指针,用于存储文件的实际内容。当文件系统需要访问文件时,它会首先查找文件的inode,从inode中获取文件的元数据和数据块指针,然后使用这些信息来访问文件的内容。

要仅清除 dentryinode,可以使用如下命令,该命令将同步文件系统并清除 dentryinode,通过释放缓存的目录和 inode 信息来提高系统性能:

# sync; echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches

清除页面缓存、目录项和索引节点

要清除页面缓存、目录项和索引节点,可以使用以下命令,该命令将同步文件系统并清除页面缓存、目录项和索引节点,有助于释放内存并提高系统性能:

# sync; echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

注意:drop_caches 文件控制着哪种文件用于清除,类型如下:

  • 1 — 只清除页面缓存
  • 2 — 只清除目录项和索引节点
  • 3 — 清除页面缓存、目录项和索引节点

根据内核文档中的解释,向 drop_caches 文件写入不同的数值,可以在不中止进程或服务的情况下清除缓存。命令 echo 可以实现写入对应值的功能。

如果只希望清除磁盘缓存,向 drop_caches 文件写入 1 即可;如果希望清除所有缓存,则需要向 drop_caches 文件写入 3 来实现。

Linux 系统清除交换空间

要清除交换空间,可以通过”swapoff”命令来实现。首先将交换空间卸载,然后再次将交换空间挂载上,即实现了清除交换空间的功能。示例命令如下:

# swapoff -a
# swapon -a

清除缓存及交换空间的一点建议

一般来说,在 Linux 中手动释放 Linux 内核可能使用的 BufferCache 并不是一个好主意,Linux 内核旨在有效地管理这些资源,并且手动清除它们可能会破坏系统性能。

但是,在极少数情况下,您可能需要清除缓冲区和缓存,例如您遇到严重的内存压力并且无法通过其他方式释放内存。 在这些情况下,您应该谨慎行事并注意潜在的性能影响。

同样,在正常情况下,清除 Linux 中的交换空间通常不是例行公事或不建议的做法。

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