linux查看剩余多少内存_内存性能篇-swap的概念
- 背景
Swap 把不常访问的内存先写到磁盘中，
然后释放这些内存，给其他更需要的进
程使用。再次访问这些内存时，重新从
磁盘读入内存
有新的大块内存分配请求，但是剩余内存不足。
这个时候系统就需要回收一部分内存（比如前
面提到的缓存），进而尽可能地满足新内存请求。
这个过程通常被称为直接内存回收。
除了直接内存回收，还有一个专门的内核线程
用来定期回收内存，也就是 kswapd0- kswapd0
为了衡量内存的使用情况，kswapd0 定义了三个内存阈值
（watermark，也称为水位），分别是页最小阈值（pages_min）
、页低阈值（pages_low）和页高阈值（pages_high）。
剩余内存，则使用 pages_free 表示。
kswapd0 定期扫描内存的使用情况，并根据剩余内存落在这三个阈值
的空间位置，进行内存的回收操作。
剩余内存小于页最小阈值，说明进程可用内存都耗尽了，只有内核才可
以分配内存。
剩余内存落在页最小阈值和页低阈值中间，说明内存压力比较
大，剩余内存不多了。这时 kswapd0 会执行内存回收，直到剩
余内存大于高阈值为止。
剩余内存落在页低阈值和页高阈值中间，说明内存有一定压力，但还可以满
足新内存请求。
剩余内存大于页高阈值，说明剩余内存比较多，没有内存压力
这个页低阈值，其实可以通过内核选项 /proc/sys/vm/min_free_kbytes 来间
接设置。min_free_kbytes 设置了页最小阈值，而其他两个阈值，都是根据页
最小阈值计算生成的，计算方法如下:
pages_low = pages_min*5/4
pages_high = pages_min*3/2- 为什么剩余内存很多但是swap却在升高
处理器的 NUMA （Non-Uniform Memory Access）架构导致的
在 NUMA 架构下，多个处理器被划分到不同 Node 上，且每个
Node 都拥有自己的本地内存空间。而同一个 Node 内部的
内存空间，实际上又可以进一步分为不同的内存域（Zone），
比如直接内存访问区（DMA）、普通内存区（NORMAL）、伪内
存区（MOVABLE）等，如下图所示
然 NUMA 架构下的每个 Node 都有自己的本地内存空间，那么，在分析
内存的使用时，我们也应该针对每个 Node 单独分析。你可以通过
numactl 命令，来查看处理器在 Node 的分布情况，以及每个 Node 的
内存使用情况。比如，下面就是一个 numactl 输出的示例
# 需要安装apt install numactl
root@ubuntu:~# numactl --hardware
available: 1 nodes (0)
node 0 cpus: 0 1 2 3
node 0 size: 7953 MB
node 0 free: 5699 MB
node distances:
node 0
0: 10
我的系统中只有一个 Node，也就是 Node 0 ，而且编号为 0 、 1、2、3 的四个 CPU，
都位于 Node 0 上。另外，Node 0 的内存大小为 7953 MB，剩余内存为 4416 MB- 内存阈值查看
root@ubuntu:~# cat /proc/zoneinfo
Node 0, zone DMA
per-node stats
nr_inactive_anon 2668
nr_active_anon 232344
nr_inactive_file 99975
nr_active_file 97279
nr_unevictable 4
nr_slab_reclaimable 14518
nr_slab_unreclaimable 17376
nr_isolated_anon 0
nr_isolated_file 0
workingset_refault 0
workingset_activate 0
workingset_nodereclaim 0
nr_anon_pages 232008
nr_mapped 64949
nr_file_pages 200270
nr_dirty 52
nr_writeback 0
nr_writeback_temp 0
nr_shmem 3017
nr_shmem_hugepages 0
nr_shmem_pmdmapped 0
nr_anon_transparent_hugepages 0
nr_unstable 0
nr_vmscan_write 0
nr_vmscan_immediate_reclaim 0
nr_dirtied 35872
nr_written 29016
pages free 3968
min 33
low 41
high 49
spanned 4095
present 3997
managed 3976
protection: (0, 2911, 7878, 7878, 7878)
nr_free_pages 3968
nr_zone_inactive_anon 0
nr_zone_active_anon 0
nr_zone_inactive_file 0
nr_zone_active_file 0
nr_zone_unevictable 0
nr_zone_write_pending 0
nr_mlock 0
上面参数单位是多杀？
pages 处的 min、low、high，就是上面提到的三个内存阈值，
而 free 是剩余内存页数，它跟后面的 nr_free_pages 相同。
nr_zone_active_anon 和 nr_zone_inactive_anon，分别是活
跃和非活跃的匿名页数。nr_zone_active_file 和 nr_zone_inactive_file，
分别是活跃和非活跃的文件页数。从这个输出结果可以发现，剩
余内存远大于页高阈值，所以此时的 kswapd0 不会回收内存Node 扩充内存的方法
某个 Node 内存不足时，系统可以从其他 Node 寻找空闲内存，
也可以从本地内存中回收内存。具体选哪种模式，你可以通过
/proc/sys/vm/zone_reclaim_mode 来调整。
它支持以下几个选项：默认的 0 ，也就是刚刚提到的模式，
表示既可以从其他 Node 寻找空闲内存，也可以从本地回收内存。
1、2、4 都表示只回收本地内存，2 表示可以回写脏数据回收
内存，4 表示可以用 Swap 方式回收内存。
查看命令：
root@ubuntu:~# cat /proc/sys/vm/zone_reclaim_mode
0
swappiness 权重配置
内存回收的机制了。这些回收的内存既包括了文件页，
又包括了匿名页。
对文件页的回收，当然就是直接回
收缓存，或者把脏页写回磁盘后再回收。
而对匿名页的回收，其实就是通过 Swap 机制，
把它们写入磁盘后再释放内存。
既然有两种不同的内存回收机制，
那么在实际回收内存时，到底该先回收哪一种呢？
其实，Linux 提供了一个 /proc/sys/vm/swappiness 选
项，用来调整使用 Swap 的积极程度。swappiness 的范
围是 0-100，数值越大，越积极使用 Swap，也就是更倾
向于回收匿名页；数值越小，越消极使用 Swap，也就是
更倾向于回收文件页。虽然 swappiness 的范围是 0-100，
不过要注意，这并不是内存的百分比，而是调整 Swap 积极
程度的权重，即使你把它设置成 0，当剩余内存 + 文件页小
于页高阈值时，还是会发生 Swap。- 总结
在内存资源紧张时，Linux 通过直接内存回收和定期扫描
的方式，来释放文件页和匿名页，以便把内存分配给更需
要的进程使用。
文件页的回收比较容易理解，直接清空，或者把脏数据写
回磁盘后再释放。
而对匿名页的回收，需要通过 Swap 换出到磁盘中，下次访
问时，再从磁盘换入到内存中。