Linux系統通過多種機制來管理內存，其中包括緩存。以下是Linux內存管理的一些關鍵方面：
1. 物理內存與虛擬內存
- 物理內存：實際的RAM。
- 虛擬內存：包括物理內存和交換空間（swap space），允許系統使用硬盤空間作為額外的內存。
2. 內存分配策略
- 伙伴系統（Buddy System）：Linux內核使用伙伴系統來管理物理內存的分配和回收。它將內存劃分為大小為2的冪次的塊，并在需要時合并或拆分這些塊。
- Slab分配器：用于高效地分配和管理內核對象（如inode、dentry等）的內存。
3. 緩存類型
- 頁面緩存（Page Cache）：存儲文件數據的內存區域，加速文件讀寫操作。
- 目錄項緩存（Dentry Cache）：緩存目錄項信息，加快文件查找速度。
- inode緩存：緩存文件的元數據（如權限、所有者等）。
- 緩沖區緩存（Buffer Cache）：專門用于緩存磁盤塊的緩存。
4. 內存回收
- LRU（Least Recently Used）算法：用于決定哪些頁面應該被淘汰出緩存。
- 時鐘算法（Clock Algorithm）：一種簡化的LRU實現，適用于多級緩存結構。
5. 交換空間
- 當物理內存不足時，Linux會將不活躍的內存頁移動到交換空間中，從而釋放物理內存供其他進程使用。
6. 內存監控與管理工具
- top/htop：實時顯示系統資源使用情況，包括內存。
- free：查看當前內存和交換空間的使用情況。
- vmstat：報告虛擬內存統計信息。
- sar：收集、報告或保存系統活動信息，包括內存使用。
7. 配置參數
- 可以通過
/proc/sys/vm/目錄下的文件來調整內存管理相關的參數，例如：
vm.swappiness：控制內核使用交換空間的傾向。vm.vfs_cache_pressure：影響內核回收inode和dentry緩存的頻率。
8. 透明大頁（Transparent Huge Pages, THP）
- THP是一種優化技術，允許內核將多個連續的小頁面合并成一個大頁面，以提高內存訪問效率。
9. NUMA架構支持
- 在多處理器系統中，NUMA（Non-Uniform Memory Access）架構允許每個處理器訪問自己的本地內存更快。Linux內核提供了對NUMA的支持，以優化內存分配和使用。
10. 容器化環境中的內存管理
- 在Docker等容器技術中，內存限制和管理是通過cgroups（控制組）實現的，可以精確地控制每個容器的資源使用。
實際操作示例
查看當前內存使用情況
free -h
調整swappiness值
sudo sysctl vm.swappiness=10
（將值設置為10表示內核更傾向于使用物理內存而不是交換空間）
啟用或禁用透明大頁
sudo echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
總之，Linux通過一系列復雜的機制和策略來高效地管理內存，確保系統的穩定性和性能。了解這些基本概念有助于更好地進行系統調優和故障排查。
