page-cache

查看和回收 Linux 页缓存，区分缓存、可用内存与内存压力

补充说明

page cache 是内核为文件内容保留的内存副本：读文件命中缓存时不必访问磁盘，写操作先进入缓存再回写。它属于可回收内存，所以 free 里的 buff/cache 高并不等于内存不足；真正要看的是 MemAvailable、回收扫描计数和 PSI。

• 统计：/proc/meminfo 的 Cached、Buffers、Dirty、Writeback、MemAvailable；vmstat、sar -r 看趋势。
• 单文件：vmtouch（需另行安装）、fincore（util-linux）可查看文件有多少页在缓存中；posix_fadvise(POSIX_FADV_DONTNEED) 可让指定文件的干净页被回收。
• 缓存类型：tmpfs/shmem 也计入 Cached，但没有磁盘后备，不能靠“回写后丢弃”释放；这部分只能换出或由应用释放。
• 权限：读取统计不需要特权；/proc/sys/vm/drop_caches 需要 root，且是全局操作，容器内通常不可写。
• 更细的每秒缓存命中/未命中可用 BCC 的 cachestat，它直接观察内核页缓存事件，而不是看内存总量。

常用示例

# 查看缓存、脏页和真正可用的内存
free -h
grep -E '^(MemAvailable|Cached|Buffers|Dirty|Writeback):' /proc/meminfo

# 查看单个文件有多少内容在 page cache 中
vmtouch -v /var/lib/app/data.bin

# 第一次读与缓存命中的耗时对比（观察 real 时间）
time dd if=/var/lib/app/data.bin of=/dev/null bs=1M count=512

# 让指定文件的干净缓存页被回收（不删除文件）
vmtouch -e /var/lib/app/data.bin

# 查看文件实际占用的缓存页（较新的 util-linux 提供 fincore）
fincore /var/lib/app/data.bin

# 清理干净页缓存和可回收 slab：仅用于测试/基准，不要在生产例行执行
sync && echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches

O_DIRECT 读写会绕过 page cache，适合数据库等自行管理缓存的场景，但要求缓冲区地址、长度和文件偏移按设备逻辑块对齐。

易错点与排错

• 看到 free 很小就判定内存不足是误判；page cache 会在压力下自动回收，先看 MemAvailable 和 si/so。
• drop_caches 只回收干净页；脏页必须先回写，所以执行后 Cached 不会立刻降到预期。
• echo 3 > drop_caches 还会丢掉 dentry/inode 等可回收 slab，短时间大量 stat/open 会变慢；不要把它当作日常“释放内存”手段。
• tmpfs 和 shmem 计入 Cached，没有磁盘后备，不能通过 drop_caches 释放；容器里写满 tmpfs 会直接消耗内存额度。
• 页缓存按首次触碰的 cgroup 记账，容器达到 memory.max 时可能先回收缓存再 OOM；在 memory.stat 里看 file、file_dirty、shmem。
• O_DIRECT 不是“一定更快”：小 I/O、未对齐会失败或退化；只有应用自己管理缓存时才值得考虑。
• posix_fadvise(DONTNEED) 只对干净页有效，也不影响其他进程正在使用的映射；不要指望它立即释放脏页。
• 顺序读预读由设备的 read_ahead_kb 控制，盲目调大在随机读场景会浪费缓存和带宽。

读完自测

1. free 里 buff/cache 很高，是否意味着需要加内存？
2. 为什么执行 drop_caches 后 Cached 没有明显下降？
3. tmpfs 占用的内存在 Cached 里，能不能通过 drop_caches 释放？

相关条目

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