5分钟学会两年经验Linux运维都不懂的内核问题( 三 ) _Linux

ok，现在我把上述测试程序改成私有匿名映射

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这时再来看下内存的使用情况

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我们可以看到，只有 used 增加了1G，而 buff/cache 并没有增长；说明，在进行匿名私有映射时，并没有占用 cache，其实这也是有道理，因为就只有当前进程在使用这块这块内存，没有必要占用宝贵的 cache 。
3.4 共享匿名映射
当我们需要在父子进程共享内存时，就可以用到 mmap 共享匿名映射，那么共享匿名映射的内存是存放在哪了？我继续改写上述测试程序为共享匿名映射。

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这时来看下内存的使用情况：

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从上述结果，我们可以看出，只有buff/cache增长了1G，即当进行共享匿名映射时，这时是从 cache 中申请内存，道理也很明显，因为父子进程共享这块内存，共享匿名映射存在于 cache，然后每个进程再映射到彼此的虚存空间，这样即可操作的是同一块内存。
4、系统回收内存当系统内存不足时，有两种方式进行内存释放，一种是手动的方式，另一种是系统自己触发的内存回收，先来看下手动触发方式。
4.1 手动回收内存
手动回收内存，之前也有演示过，即

echo 1 >> /proc/sys/vm/drop_caches

我们可以在 man proc 下面看到关于这个的简介

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从这个介绍可以看出，当 drop_caches 文件为1时，这时将释放 pagecache 中可释放的部分（有些 cache 是不能通过这个释放的），当 drop_caches 为2时，这时将释放 dentries 和 inodes 缓存，当 drop_caches 为3时，这同时释放上述两项。
关键还有最后一句，意思是说如果 pagecache 中有脏数据时，操作 drop_caches 是不能释放的，必须通过 sync 命令将脏数据刷新到磁盘，才能通过操作 drop_caches 释放 pagecache 。
ok，之前有提到有些pagecache是不能通过drop_caches释放的，那么除了上述提文件映射和共享匿名映射外，还有有哪些东西是存在pagecache了？
4.2 tmpfs
我们先来看下 tmpfs，tmpfs 和 procfs，sysfs 以及 ramfs 一样，都是基于内存的文件系统，tmpfs 和 ramfs 的区别就是 ramfs 的文件基于纯内存的，和 tmpfs 除了纯内存外，还会使用 swap 交换空间，以及 ramfs 可能会把内存耗尽，而 tmpfs 可以限定使用内存大小，可以用命令 df -T -h 查看系统一些文件系统，其中就有一些是 tmpfs，比较出名的是目录 /dev/shm
tmpfs 文件系统源文件在内核源码 mm/shmem.c，tmpfs实现很复杂，之前有介绍虚拟文件系统，基于 tmpfs 文件系统创建文件和其他基于磁盘的文件系统一样，也会有 inode，super_block，identry，file 等结构，区别主要是在读写上，因为读写才涉及到文件的载体是内存还是磁盘。
而 tmpfs 文件的读函数 shmem_file_read，过程主要为通过 inode 结构找到 address_space 地址空间，其实就是磁盘文件的 pagecache，然后通过读偏移定位cache 页以及页内偏移。
这时就可以直接从这个 pagecache 通过函数 __copy_to_user 将缓存页内数据拷贝到用户空间，当我们要读物的数据不pagecache中时，这时要判断是否在 swap 中，如果在则先将内存页 swap in，再读取。
tmpfs 文件的写函数 shmem_file_write，过程主要为先判断要写的页是否在内存中，如果在，则直接将用户态数据通过函数__copy_from_user拷贝至内核pagecache中覆盖老数据，并标为 dirty 。
如果要写的数据不再内存中，则判断是否在swap 中，如果在，则先读取出来，用新数据覆盖老数据并标为脏，如果即不在内存也不在磁盘，则新生成一个 pagecache 存储用户数据。
由上面分析，我们知道基于 tmpfs 的文件也是使用 cache 的，我们可以在/dev/shm上创建一个文件来检测下:

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看到了吧，cache 增长了1G，验证了 tmpfs 的确使用的 cache 内存。
其实 mmap 匿名映射原理也是用了 tmpfs，在 mm/mmap.c->do_mmap_pgoff 函数内部，有判断如果 file 结构为空以及为 SHARED 映射，则调用 shmem_zero_setup(vma) 函数在 tmpfs 上用新建一个文件