Linux shell编程学习笔记58：cat /proc/mem 获取系统内存信息

系统所有可用RAM数量（ total usable RAM）。

系统从加电开始到引导完成，BIOS等要保留一些内存，内核要保留一些内存，最后剩下可供系统支配的内存就是MemTotal。这个值在系统运行期间一般是固定不变的。

系统层面留着未分配的内存数量。（free RAM, the memory which is not used for anything at all）

可以分配给应用程序使用的内存数量（available RAM, the amount of memory available for allocation to any process）。

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MemFree不能代表全部可用的内存，这部分可回收的内存加上MemFree才是系统可用的内存，即：MemAvailable≈MemFree+Buffers+Cached，它是内核使用特定的算法估算出来的，并不精确。

内存中的临时存储元素，通常不超过 20 MB（temporary storage element in memory, which doesn’t generally exceed 20 MB）。

文件缓冲区的大小。

块设备(block device)所占用的特殊file-backed pages，包括：直接读写块设备，以及文件系统元数据(metadata)比如superblock使用的缓存页。Buffers内存页同时也在LRU list中，被统计在Active(file)或Inactive(file)之中。

页面缓存大小（从磁盘读取的文件的缓存），其中还包括 tmpfs 和 shmem，但不包括 SwapCached（page cache size (cache for files read from the disk), which also includes tmpfs and shmem but excludes SwapCached）

被高速缓冲存储器（cache memory）使用的内存数量

Cached =  diskcache – SwapCache。

用户进程的内存页分为两种：file-backed pages（与文件对应的内存页），和anonymous pages（匿名页），比如进程的代码、映射的文件都是file-backed，而进程的堆、栈都是不与文件相对应的、就属于匿名页。file-backed pages在内存不足的时候可以直接写回对应的硬盘文件里，称为page-out，不需要用到交换区(swap)；而anonymous pages在内存不足时就只能写到硬盘上的交换区(swap)里，称为swap-out。

最近使用的交换内存，可提高 I/O 的速度（recently used swap memory, which increases the speed of I/O）

被高速缓冲存储器（cache memory）使用的交换空间大小，已经被交换出来的内存，但仍然被存放在swapfile中。用来在需要的时候很快的被替换而不需要再次打开I/O端口。

SwapCached包含的是被确定要swap-out，但是尚未写入交换区的匿名内存页。

SwapCached内存页会同时被统计在LRU或AnonPages或Shmem中，它本身并不占用额外的内存。

最近使用的内存，不太适合回收用于新应用程序（memory that has been used more recently, not very suitable to reclaim for new applications）。

处于活跃状态中的缓冲或高速缓冲存储器页面文件的大小，除非非常必要否则不会被移作他用。

Active=Active(anon) + Active(file)。

LRU是一种内存页回收算法，Least Recently Used,最近最少使用。LRU认为，在最近时间段内被访问的数据在以后被再次访问的概率，要高于最近一直没被访问的页面。于是近期未被访问到的页面就成为了页面回收的第一选择。Linux kernel会记录每个页面的近期访问次数，然后设计了两种LRU list: active list 和 inactive list, 刚访问过的页面放进active list，长时间未访问过的页面放进inactive list，回收内存页时，直接找inactive list即可。另外，内核线程kswapd会周期性地把active list中符合条件的页面移到inactive list中。

最近未使用的内存，更适合回收用于新应用程序（memory that hasn’t been used recently, more suitable to reclaim for new applications）。

处于非活跃状态中的缓冲或高速缓冲存储器页面文件的大小，可能被用于其他途径。

Inactive=Inactive(anon) + Inactive(file))

用户空间消耗的不可回收内存数量。因为种种原因无法回收(page-out)或者交换到swap(swap-out)的内存页。

Unevictable LRU list上是不能pageout/swapout的内存页，包括VM_LOCKED的内存页、SHM_LOCK的共享内存页（同时被统计在Mlocked中）、和ramfs。在unevictable list出现之前，这些内存页都在Active/Inactive lists上，vmscan每次都要扫过它们，但是又不能把它们pageout/swapout，这在大内存的系统上会严重影响性能，unevictable list的初衷就是避免这种情况的发生。

被系统调用”mlock()”锁定到内存中的页面大小。

Mlocked页面是不可收回的。被锁定的内存因为不能pageout/swapout，会从Active/Inactive LRU list移到Unevictable LRU list上。

Mlocked与以下统计项重叠：LRU Unevictable，AnonPages，Shmem，Mapped等。

（memory that currently waits to be written back to the disk）

等待被写回到磁盘的内存大小。

Dirty并不包括系统中全部的dirty pages，需要再加上另外两项：NFS_Unstable 和 Writeback，NFS_Unstable是发给NFS server但尚未写入硬盘的缓存页，Writeback是正准备回写硬盘的缓存页。

为各种大小的大页面分配的内存总量（the total amount of memory allocated for huge pages of all sizes）。

DirectMap所统计的不是关于内存的使用，而是一个反映TLB效率的指标。TLB(Translation Lookaside Buffer)是位于CPU上的缓存，用于将内存的虚拟地址翻译成物理地址，由于TLB的大小有限，不能缓存的地址就需要访问内存里的page table来进行翻译，速度慢很多。为了尽可能地将地址放进TLB缓存，新的CPU硬件支持比4k更大的页面从而达到减少地址数量的目的， 比如2MB，4MB，甚至1GB的内存页，视不同的硬件而定。所以DirectMap其实是一个反映TLB效率的指标。