[root@localhost ~]$ free 
       total    used    free   shared  buffers   cached
Mem:   264420684 213853512  50567172  71822688  2095364 175733516
-/+ buffers/cache:  36024632 228396052
Swap:   16777212  1277964  15499248

這里有幾個概念:

mem: 物理內(nèi)存
swap: 虛擬內(nèi)存。即可以把數(shù)據(jù)存放在硬盤上的數(shù)據(jù)
shared: 共享內(nèi)存。存在在物理內(nèi)存中。
buffers: 用于存放要輸出到disk（塊設(shè)備）的數(shù)據(jù)的
cached: 存放從disk上讀出的數(shù)據(jù)

可以參考這里。

為方便說明，我對free的結(jié)果做了一個對應(yīng)。

[root@localhost ~]$ free 
       total    used    free    shared  buffers  cached
Mem:   total_mem  used_mem  free_mem  shared_mem  buffer   cache
-/+ buffers/cache: real_used  real_free
Swap:  total_swap used_swap  free_swap

名稱	說明
total_mem	物理內(nèi)存總量
used_mem	已使用的物理內(nèi)存量
free_mem	空閑的物理內(nèi)存量
shared_mem	共享內(nèi)存量
buffer	buffer所占內(nèi)存量
cache	cache所占內(nèi)存量
real_used	實際使用的內(nèi)存量
real_free	實際空閑的內(nèi)存量
total_swap	swap總量
used_swap	已使用的swap
free_swap	空閑的swap

一般認為，buffer和cache是還可以再進行利用的內(nèi)存，所以在計算空閑內(nèi)存時，會將其剔除。
因此這里有幾個等式:

real_used = used_mem - buffer - cache
real_free = free_mem + buffer + cache
total_mem = used_mem + free_mem

了解了這些，我們再來看free的數(shù)據(jù)源。其實其數(shù)據(jù)源是來自于/proc/memeinfo文件。

[root@localhost ~]$ cat /proc/meminfo 
MemTotal:    264420684 kB
MemFree:    50566436 kB
Buffers:     2095356 kB
Cached:     175732644 kB
SwapCached:    123688 kB
Active:     165515340 kB
Inactive:    37004224 kB
Active(anon):  92066880 kB
Inactive(anon): 4455076 kB
Active(file):  73448460 kB
Inactive(file): 32549148 kB
Unevictable:   362900 kB
Mlocked:      74696 kB
SwapTotal:   16777212 kB
SwapFree:    15499248 kB
Dirty:       2860 kB
Writeback:       0 kB
AnonPages:   24932928 kB
Mapped:     58165040 kB
Shmem:     71822688 kB
Slab:      8374496 kB
SReclaimable:  8163096 kB
SUnreclaim:    211400 kB
KernelStack:    45824 kB
PageTables:    606296 kB
NFS_Unstable:     0 kB
Bounce:        0 kB
WritebackTmp:     0 kB
CommitLimit:  148987552 kB
Committed_AS:  114755628 kB
VmallocTotal:  34359738367 kB
VmallocUsed:   772092 kB
VmallocChunk:  34225428328 kB
HardwareCorrupted:   0 kB
AnonHugePages: 22083584 kB
HugePages_Total:    0
HugePages_Free:    0
HugePages_Rsvd:    0
HugePages_Surp:    0
Hugepagesize:    2048 kB
DirectMap4k:    7168 kB
DirectMap2M:   2015232 kB
DirectMap1G:  266338304 kB

docker

說完linux的內(nèi)存，我們再來看下docker的內(nèi)存監(jiān)控。docker自身提供了一種內(nèi)存監(jiān)控的方式，即可以通過docker stats對容器內(nèi)存進行監(jiān)控。

該方式實際是通過對cgroup中相關(guān)數(shù)據(jù)進行取值從而計算得到。

cgroup

cgroup中的memory子系統(tǒng)為hierarchy提供了如下文件。

[root@localhost ~]$ ll /cgroup/memory/docker/53a11f13c08099dd6d21030dd2ddade54d5cdd7ae7e9e68f5ba055ad28498b6f/
總用量 0
--w--w--w- 1 root root 0 2月 22 12:51 cgroup.event_control
-rw-r--r-- 1 root root 0 5月 25 17:07 cgroup.procs
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.failcnt
--w------- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.force_empty
-rw-r--r-- 1 root root 0 3月 30 17:06 memory.limit_in_bytes
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.max_usage_in_bytes
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.memsw.failcnt
-rw-r--r-- 1 root root 0 3月 30 17:06 memory.memsw.limit_in_bytes
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.memsw.max_usage_in_bytes
-r--r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.memsw.usage_in_bytes
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.move_charge_at_immigrate
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.oom_control
-rw-r--r-- 1 root root 0 3月 30 17:06 memory.soft_limit_in_bytes
-r--r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.stat
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.swappiness
-r--r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.usage_in_bytes
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 memory.use_hierarchy
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 notify_on_release
-rw-r--r-- 1 root root 0 2月 22 12:51 tasks

這些文件的具體含義可以查看相關(guān)資料cgroup memory。

這里主要介紹幾個與docker監(jiān)控相關(guān)的。

文件名	說明
memory.usage_in_bytes	已使用的內(nèi)存量(包含cache和buffer)(字節(jié))，相當(dāng)于linux的used_meme
memory.limit_in_bytes	限制的內(nèi)存總量(字節(jié))，相當(dāng)于linux的total_mem
memory.failcnt	申請內(nèi)存失敗次數(shù)計數(shù)
memory.memsw.usage_in_bytes	已使用的內(nèi)存和swap(字節(jié))
memory.memsw.limit_in_bytes	限制的內(nèi)存和swap容量(字節(jié))
memory.memsw.failcnt	申請內(nèi)存和swap失敗次數(shù)計數(shù)
memory.stat	內(nèi)存相關(guān)狀態(tài)

以下為一個容器的樣例。

[root@localhost 53a11f13c08099dd6d21030dd2ddade54d5cdd7ae7e9e68f5ba055ad28498b6f]$ cat memory.usage_in_bytes 
135021858816

[root@localhost 53a11f13c08099dd6d21030dd2ddade54d5cdd7ae7e9e68f5ba055ad28498b6f]$ cat memory.memsw.usage_in_bytes 
135679291392

[root@localhost 53a11f13c08099dd6d21030dd2ddade54d5cdd7ae7e9e68f5ba055ad28498b6f]$ cat memory.stat 
cache 134325506048
rss 695980032
mapped_file 16155119616
pgpgin 21654116032
pgpgout 21705492352
swap 655171584
inactive_anon 4218880
active_anon 74202603520
inactive_file 8365199360
active_file 52449439744
unevictable 0
hierarchical_memory_limit 137438953472
hierarchical_memsw_limit 274877906944
total_cache 134325506048
total_rss 695980032
total_mapped_file 16155119616
total_pgpgin 21654116032
total_pgpgout 21705492352
total_swap 655171584
total_inactive_anon 4218880
total_active_anon 74202603520
total_inactive_file 8365199360
total_active_file 52449439744
total_unevictable 0

memory.stat

memory.stat包含有最豐富的

統(tǒng)計	描述
cache	頁緩存，包括 tmpfs（shmem），單位為字節(jié)
rss	匿名和 swap 緩存，不包括 tmpfs（shmem），單位為字節(jié)
mapped_file	memory-mapped 映射的文件大小，包括 tmpfs（shmem），單位為字節(jié)
pgpgin	存入內(nèi)存中的頁數(shù)
pgpgout	從內(nèi)存中讀出的頁數(shù)
swap	swap 用量，單位為字節(jié)
active_anon	在活躍的最近最少使用（least-recently-used，LRU）列表中的匿名和 swap 緩存，包括 tmpfs（shmem），單位為字節(jié)
inactive_anon	不活躍的 LRU 列表中的匿名和 swap 緩存，包括 tmpfs（shmem），單位為字節(jié)
active_file	活躍 LRU 列表中的 file-backed 內(nèi)存，以字節(jié)為單位
inactive_file	不活躍 LRU 列表中的 file-backed 內(nèi)存，以字節(jié)為單位
unevictable	無法再生的內(nèi)存，以字節(jié)為單位
hierarchical_memory_limit	包含 memory cgroup 的層級的內(nèi)存限制，單位為字節(jié)
hierarchical_memsw_limit	包含 memory cgroup 的層級的內(nèi)存加 swap 限制，單位為字節(jié)

active_anon + inactive_anon = anonymous memory + file cache for tmpfs + swap cache

active_file + inactive_file = cache - size of tmpfs

docker原生內(nèi)存監(jiān)控

再來說到docker原生的docker stats。其具體實現(xiàn)在libcontainer中可以看到。其將容器的內(nèi)存監(jiān)控分為cache,usage,swap usage,kernel usage,kernel tcp usage。

其中cache是從memory.stat中的cache中獲取。

usage是使用memory.usage_in_bytes和memory.limit_in_bytes進行相除來計算使用率。這一方式有一個弊端，就是不夠細化，沒有區(qū)分出cache部分，不能真正反映內(nèi)存使用率。因為一般來說cache是可以復(fù)用的內(nèi)存部分，因此一般將其計入到可使用的部分。

可以考慮的改進計算方式

改進方式在統(tǒng)計內(nèi)存使用量時將cache計算排除出去。類似于linux中計算real_used時將buffer和cache排除一樣。

cache并不能直接應(yīng)用memory.stat中的cache，因為其中包括了tmpfs，而tmpfs算是實際使用的內(nèi)存部分。

tmpfs即share memory，共享內(nèi)存

因為在memory.stat中存在有

active_file + inactive_file = cache - size of tmpfs

因此可以計算實際使用的內(nèi)存量為

real_used = memory.usage_in_bytes - (rss + active_file + inactive_file)

感謝閱讀，希望能幫助到大家，謝謝大家對本站的支持！

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