基础命令

free - 内存使用概览

free -h  # 人性化显示（自动转换GB/MB单位）
free -m  # 以MB为单位精确显示
free -s 5  # 实时监控模式，每5秒刷新一次

输出字段解析：

• total：系统物理内存总量
• used：已使用内存（包含缓存和缓冲区）
• free：完全未被占用的内存
• available：实际可用内存（包含可回收的缓存）
• shared/buffers/cached：缓存和缓冲区占用的临时内存（可快速释放）

专业建议：available字段比free更能反映真实可用内存，因为Linux内核会智能利用空闲内存作为磁盘缓存,这部分内存可随时回收用于新进程。

top 与 htop - 进程级内存监控

top        # 经典系统监控工具，按'M'键可按内存占用排序
htop       # 增强版监控工具（需通过`apt install htop`或`yum install htop`安装）

关键指标说明：

• RES(Resident Memory)：进程实际占用的物理内存（常驻内存集）
• %MEM：进程内存占用占总内存的百分比
• VIRT：进程使用的虚拟内存总量（包含共享库、映射文件等）
• SHR：共享内存大小（多个进程共享的内存部分）

（典型内存监控界面示意图）

专业诊断工具

vmstat - 虚拟内存统计分析

vmstat -s  # 显示详细内存统计摘要
vmstat 1 5 # 每秒采样一次，共采集5次（包含内存、交换分区、IO等核心指标）

重点关注指标：

• si(swap in)：每秒从交换分区加载到内存的数据量（KB）
• so(swap out)：每秒从内存换出到交换分区的数据量（KB）
• buff：用作缓冲区的内存量
• cache：用作页面缓存的内存量
• 若so持续大于0，表明系统正在频繁使用交换空间，可能存在内存瓶颈

smem - 高级内存报表工具

smem -u -k  # 按用户统计内存使用（KB单位）
smem -p -s swap  # 以百分比显示并按交换使用量排序
smem --pie=command -s rss  # 生成RSS内存占用饼图

pmap - 进程内存映射分析

pmap -X <PID>  # 显示指定进程的详细内存分布
pmap -x $(pgrep nginx)  # 查看nginx进程的内存使用细节

系统级监控方案

/proc/meminfo - 内核内存信息

cat /proc/meminfo | grep -e MemTotal -e MemAvailable -e SwapTotal

核心字段说明：

• MemTotal：总物理内存
• MemFree：完全空闲内存
• Buffers/Cached：磁盘缓存使用的内存
• SwapCached：被换出但暂存的内存
• Active/Inactive：活跃/非活跃内存页
• Dirty：等待写回磁盘的内存
• Writeback：正在写回磁盘的内存

glances - 一体化监控仪表盘

glances --disable-plugin disk,network  # 专注内存监控模式
glances --export csv --export-file memory_report.csv  # 导出内存报告

sar - 历史性能分析

# 安装sysstat工具包
sudo apt install sysstat  # Debian/Ubuntu
sudo yum install sysstat  # CentOS/RHEL
# 使用示例
sar -r 1 3  # 实时内存采样（每秒1次，共3次）
sar -r -f /var/log/sa/sa15  # 分析15号的历史数据

常见问题诊断指南

内存不足症状排查

1. 快速诊断：

   watch -n 1 "free -h; echo; vmstat 1 2 | tail -n 1"

2. 预警信号：

   • available内存持续低于总内存10%
   • swap使用率超过30%
   • si/so持续有数值波动
   • OOM killer频繁出现（检查dmesg | grep oom）

内存泄漏追踪方法

1. 长期监控：

   while true; do 
     date
     ps -eo pid,user,%mem,cmd --sort=-%mem | head -n 10
     echo "-----"
     sleep 5
   done

2. 专业工具：

   • valgrind --tool=memcheck <program>（开发阶段）
   • leaktracer（运行期检测）
   • mtrace（glibc内置工具）

缓存管理建议

# 查看当前缓存策略
sysctl vm.swappiness vm.vfs_cache_pressure
# 临时调整（值越小越避免使用swap）
sudo sysctl vm.swappiness=10
sudo sysctl vm.vfs_cache_pressure=50
# 清除缓存（生产环境慎用）
sync; echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches  # 仅清除页缓存
sync; echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches  # 清除目录项和inode缓存
sync; echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches  # 清除所有缓存

可视化监控方案

（现代化内存监控面板示例）

最佳实践建议：

1. 日常运维使用htop+glances组合监控
2. 故障诊断时结合vmstat+smem+/proc/meminfo综合分析
3. 长期监控推荐部署Prometheus+node_exporter+Grafana方案
4. 开发环境使用valgrind进行内存泄漏检测
5. 生产环境设置合理的swappiness值（建议10-30）

进阶技巧：

• 使用numastat查看NUMA内存分配情况
• 通过slabtop监控内核slab分配器使用情况
• 使用perf工具进行内存性能分析
• 配置earlyoom预防系统因内存不足而卡***