云服务器内存严重缩水？4G内存为何只有3G可用？

文章讨论了云服务器内存占用异常问题，服务器实际可用内存缩水的现象。作者通过free命令分析内存使用情况，发现缓存占用大量内存。解释了Linux内核通过缓存机制优化文件读写效率，但缓存不会自动释放，导致可用内存减少。文章提供了手动清理缓存的方法和工具hcache的使用，帮助诊断内存占用问题。

前言

最近总算是把博客项目基本写完了，但是部署到服务器上时，服务器直接爆了。。。

但是令人不解的是，服务器4G内存，只用了3G，怎么就用不了了，服务器直接卡死了。

为何为出现如此严重的缩水？

先使用 free命令查看下内存情况：

$ free

free命令默认以KB为单位，可选参数为：-b、-k、-m、-g

参数说明：

总内存（Total）：显示系统的总内存大小。
已使用内存（Used）：显示当前已被分配和使用的内存大小。
剩余内存（Free）：显示当前剩余可用的内存大小。
共享内存（Shared）：显示被多个进程共享的内存大小。
缓存（Buffers）：显示用于缓存文件系统数据的内存大小。
缓冲区（Cached）：显示用于缓冲磁盘写操作的内存大小。

可以看到总共有3669M可用内存（相当于实际还是缩水了300M。。。），已使用1938M，但是空闲空间只剩141M，缓存占用高达1589M。

为什么缓存占用如此之高呢？

在服务内存够用的情况下，Linux内核为了加快对文件的读写效率会将文件放入之 buffer/cache 中以保证读写效率，但其实，尽管当你的应用程序对文件的读写运行结束后，buffer/cache 也不会自动释放该部分内存，而是作为缓冲进行保留，等到你的服务进程在下一次进行相同文件的读写时就可以直接使用，省去了各种重新进行内存初始化的操作；所以这将会导致，当你的应用进程频繁对不同的文件进行读写时，你会发现服务所可以直接使用的free内存将会越来越少的一个重要原因；难道 buffer/cache 在这样无休止的缓存当中就不会自动释放？当然不是，当服务器在内存压力较大的情况下时，则将会自动进行内存的回收，作为free空间分给其它进程使用，这其中主要回收的一个内存则是 buffer/cache 的缓冲区内存块。

如何手动回收缓存？

除了在系统进程内存使用较大压力的情况下进行内存的回收外，我们也可以进行手动的buffer/cache回收，但由于buffer/cache主要是用于文件的读写使用，所以进行文件回收时，一般常伴随系统的IO彪高，因为系统内核也对比cache中的数据与硬盘中的数据是否一致，如果不一致需要写入，然后才能进行内存的回收。

## 将内存中数据强制先刷新到磁盘中
$ sync
 
## 清理Buffer缓存区域
# echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches  # 表示清除pagecache。
# echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches  # 表示清除回收slab分配器中的对象（包括目录项缓存和inode缓存）。slab分配器是内核中管理内存的一种机制，其中很多缓存数据实现都是用的pagecache。
# echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches  # 表示清除pagecache和slab分配器中的缓存对象

非root用户使用以下命令执行：

$ sudo sh -c 'echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches'
$ sudo sh -c 'echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches'
$ sudo sh -c 'echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches'

清理完后可以看到可用内存变成了1317M：

排除缓存过高的原因

如果想知道是什么进程引起的缓存过高，可以安装hcache工具进行排查：

$ wget https://silenceshell-1255345740.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/hcache -O /usr/local/bin/hcache ;\
chmod +x /usr/local/bin/hcache

常用命令：

$ hcache --top 10           # 全局显示10个最大的被缓存文件
$ lsof /usr/lib/vmware-tools/lib64/libxerces-c-3.1.so/libxerces-c-3.1.so
# 根据文件找到对应的进程、pid
$ hcache -pid 1070   # 获取当前进程号所打开的所有文件信息
$ lsof -p 1070     # 获取当前进程号所打开的所有文件信息(二选一)