小七运维手札之Linux内存指标解析与实践

偶然的项目，使用人多次询问Linux系统中内存使用率指标的疑问，包括如何设置可以呈现服务器或业务特点？Linux系统中各内存的价值？内存使用率指标的计算逻辑？当前商用、开源选择的算法是什么等等。

Linux到当前，除了传统的发行版之外，也有各种各样不同的发行版在更新，而对于Linux内存的计算确实也发生了一些变化，而这些变化的调整，会提升运维人员对于系统的运行情况的掌控、了解。

如图，最常见的查看内存数据：

简单描述，存疑可在网上释疑

Total（总内存）

•含义：系统物理内存总量

•计算：直接读取硬件信息

Used（已用内存）

•含义：当前被占用的内存总量

•常规计算：total - free - buff/cache

Free（空闲内存）

•含义：完全未被使用的内存

Shared（共享内存）

•含义：进程间共享的内存段

•主要用途：tmpfs内存文件系统、进程间通信

Buffers/Cache（缓冲区与缓存）

•Buffers：块设备元数据缓存（目录结构、权限信息、inode等）

•Cache：文件内容页缓存

•作用：加速文件读写操作

Available（可用内存）

•含义：系统估算的可分配给新进程的内存

•作用：判断内存健康度的核心指标

上面就是使用人日常看到内存指标，而多数人关注的就是use、free等几个，其实在Linux的整体内存体系中，cache、buffer、available、swap等，都有着自己明确的作用，在一些场景也是至关重要的指标。

Linux内存分的很细致，可以在/proc/meminfo中详细查阅。

下面整理两点，一个是关于内存使用率的计算逻辑；一个是各个指标可能出现的异常场景。

1.内存使用率的计算逻辑

早年前的处理逻辑很简单就是total-free ，但现在还是用这种逻辑的已然很少，更多是使用文中提及的total - free - buff/cache，后者会更准确的体现出内存的使用情况，减少虚高，避免误告。大部分的商用运维也依然采用的这个算法，不过现在越来越多的运维在关注available值，如上文所说它才是真正可用内存；简单来说，available= free + 可回收buffer/cache - 不可回收内核开销，一眼看去，或许和传统算法很像，但还是有差别的，所以当前不少运维软件对于使用率的计算会选择 total –available的方式，比如Prometheus在这里就选择的node_memory_MemAvailable，更加贴切一些。

2.各个指标在场景中使用

每个指标都有意义，但有些指标出现异常走高或走低时，可以帮助使用人快捷的分析原因。

lSwap use 持续增加

交换分区使用持续增高，系统在操作层面会有明显的体现，这种情况下可能某些应用出现了内存泄露，也可能是物理内存不足。

lCache/buffer 持续走低

如果Cached特别大，说明系统缓存了很多文件；如果Buffers很大，可能是有大量的磁盘IO操作；结合常见的业务场景来说，大概率是海量小文件操作或数据库全扫描之类的操作。

lAvailable 持续走低

上文说过Available的意义，所以它持续走低，大概率是有异常的，不过这点就不能宽泛的去描述原因了，需要去结合各种情况来分析；

比如某场景中，available 经常性可用很低，而相关业务应用使用的内存不高，就得通过相关工具或命令去分析具体进程的内存使用消耗。

Ps命令搭配一些参数可以进一步分析