Linux系统通过多种机制来管理内存，其中包括缓存。以下是Linux内存管理的一些关键方面：
1. 物理内存与虚拟内存
- 物理内存：实际的RAM。
- 虚拟内存：包括物理内存和交换空间（swap space），允许系统使用硬盘空间作为额外的内存。
2. 内存分配策略
- 伙伴系统（Buddy System）：Linux内核使用伙伴系统来管理物理内存的分配和回收。它将内存划分为大小为2的幂次的块，并在需要时合并或拆分这些块。
- Slab分配器：用于高效地分配和管理内核对象（如inode、dentry等）的内存。
3. 缓存类型
- 页面缓存（Page Cache）：存储文件数据的内存区域，加速文件读写操作。
- 目录项缓存（Dentry Cache）：缓存目录项信息，加快文件查找速度。
- inode缓存：缓存文件的元数据（如权限、所有者等）。
- 缓冲区缓存（Buffer Cache）：专门用于缓存磁盘块的缓存。
4. 内存回收
- LRU（Least Recently Used）算法：用于决定哪些页面应该被淘汰出缓存。
- 时钟算法（Clock Algorithm）：一种简化的LRU实现，适用于多级缓存结构。
5. 交换空间
- 当物理内存不足时，Linux会将不活跃的内存页移动到交换空间中，从而释放物理内存供其他进程使用。
6. 内存监控与管理工具
- top/htop：实时显示系统资源使用情况，包括内存。
- free：查看当前内存和交换空间的使用情况。
- vmstat：报告虚拟内存统计信息。
- sar：收集、报告或保存系统活动信息，包括内存使用。
7. 配置参数
- 可以通过
/proc/sys/vm/目录下的文件来调整内存管理相关的参数，例如：
vm.swappiness：控制内核使用交换空间的倾向。vm.vfs_cache_pressure：影响内核回收inode和dentry缓存的频率。
8. 透明大页（Transparent Huge Pages, THP）
- THP是一种优化技术，允许内核将多个连续的小页面合并成一个大页面，以提高内存访问效率。
9. NUMA架构支持
- 在多处理器系统中，NUMA（Non-Uniform Memory Access）架构允许每个处理器访问自己的本地内存更快。Linux内核提供了对NUMA的支持，以优化内存分配和使用。
10. 容器化环境中的内存管理
- 在Docker等容器技术中，内存限制和管理是通过cgroups（控制组）实现的，可以精确地控制每个容器的资源使用。
实际操作示例
查看当前内存使用情况
free -h
调整swappiness值
sudo sysctl vm.swappiness=10
（将值设置为10表示内核更倾向于使用物理内存而不是交换空间）
启用或禁用透明大页
sudo echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
总之，Linux通过一系列复杂的机制和策略来高效地管理内存，确保系统的稳定性和性能。了解这些基本概念有助于更好地进行系统调优和故障排查。