linux共享内存命令

1.使用free命令

free命令是Linux系统中最简单、最常用的内存查看命令。

其中，-m选项显示内存使用信息（以MB为单位）；

在上面的例子中，Mem:行：

表示总共7822MB物理内存（RAM），即7.6G。

Usage约为322M，表示已使用的物理内存量。

free表示空闲内存；

shared表示共享内存？；

buff/cache表示cache以及Linux系统将缓存的缓冲内存量。当需要显着提高性能时，可以释放该内存以供其他程序使用。

表示可用的可用内存。

2查看/proc/meminfo

另一种方法是读取/proc/meminfo文件。我们知道/proc目录中充满了虚拟文件，其中包含与内核和操作系统相关的动态信息。了解更多Linux知识《这里是如何学习Linux》。

3.使用vmstat命令

使用vmstat-s命令和选项来收集类似于/proc/meminfo的内存使用统计信息。

Linux共享内存实现

说到共享内存，一般来说，人们会想到以下几种方法：
1．多线程。内存在线程之间共享。更准确地说，属于同一进程的线程使用相同的地址空间，而不是在不同地址空间之间共享内存；
2．父进程和子进程之间的内存共享。父进程使用MAP_SHARED|MAP_ANONYMOUS选项映射匿名内存。分叉后，该内存可以在其后代进程之间共享。这种共享内存一般较少使用，因为它受到进程父子关系的限制；
3．映射文件。多个进程mmap到同一个文件，实际上就是共享文件页缓存中的内存。但是文件涉及到磁盘的读写，作为共享内存使用显然是非常麻烦的，所以存在与磁盘无关的内存文件，也就是我们这里要讨论的tmpfs和shmem；

tmpfs是一个虚拟文件系统。其中创建的文件是基于内存的，当机器重新启动时就会消失。
Shmem是一套ipc。通过相应的ipc系统调用shmget，可以以指定的key创建一块共享内存。需要使用这块内存的进程可以通过shmat系统调用来获取。
虽然是两组不同的接口，但是内核中的实现是相同的。shmem内部挂载了一个tmpfs分区（用户不可见），shmget从该分区获取名为“SYSV${key}”的文件。那么shmat就相当于mmap文件。
所以接下来我们将把tmpfs和shmem作为同一件事来讨论。

tmpfs/shmem是介于文件和匿名内存之间的东西。
一方面，它具有文件的属性，可以像文件一样进行作。它有自己的inode和自己的页缓存；
另一方面，它还具有匿名内存的属性。由于没有像磁盘这样的外部存储介质，当内存不足时，内核不能简单地从页面缓存中丢弃页面，而是需要换出；（参见《Linux页面回收简析》）

读写tmpfs/shmem内存就是在页面中对应位置读写该页面所代表的内存缓存。这与普通的文件映射没有什么不同。
如果进程地址空间中的对应位置尚未映射，则建立到页缓存中对应页面的映射；
如果页缓存中的对应位置尚未分配页，将分配一个。当然，由于磁盘上没有源数据，所以新分配的页始终是空的（特别是，当使用read系统调用读取尚未分配页的位置时，不会分配新页，但ZERO_PAGE会被共享）;
如果页面缓存中对应位置的页面被回收，则先恢复；

对于第三个“if",tmpfs/shmem和普通文件的页面回收和恢复方式不同：
页面回收时，和普通文件的情况一样，内核会通过prio_tree反向映射找到映射此页面的各个页表，然后将对应的pte转换为clear。
不同的是普通文件的page在保证与磁盘同步后可以被丢弃（如果page脏了则需要flush磁盘），而tmpfs/shmem的page则需要swap-out。
注意，当匿名页面被换出时，它的pte映射并没有被清除，但是必须在pte上填写相应的swap_entry才能知道页面被换出到哪里，否则将需要该页面再次。当时，没有办法换入。
tmpfs/shmem页面呢？页表中对应的pte被清空，swap_entry会被存放到页缓存中radix_tree对应的slot中。

当下次访问触发缺页时，需要恢复页面。
普通文件的页面恢复与未分配页面时相同。需要重新分配页面，然后根据映射的位置再次从磁盘读取相应的数据；
tmpfs/shmem被映射到radix_tree上找到对应的slot，从中获取swap_entry，进行swap-in，将新的page放回pagecache；

这里有问题。如何知道页面缓存的radix_tree的某个槽位中存储着一个正常的页面呢？或者换出后剩下的swap_entry？
如果是swap_entry，则槽中的值将被标记为RADIX_TREE_EXCEPTIONAL_ENTRY（值为2）。swap_entry的值左移两位，并对RADIX_TREE_EXCEPTIONAL_ENTRY进行或运算以填充槽。
也就是说，如果${slot}&RADIX_TREE_EXCEPTIONAL_ENTRY!=0，则代表swap_entry，swap_entry的值为${slot}>>2；否则代表page，${slot}指向pagePointer，当然它的值可能为NULL，表示该page还没有被分配。
显然，页地址值的最后两位必须为0，否则可能与RADIX_TREE_EXCEPTIONAL_ENTRY标记冲突；并且swap_entry的最大值只能是30bit或者62bit（对应32位或者64位机器），否则左移两位就会溢出。

最后用一张图来说明匿名页面、文件映射页面、tmpfs/shmem页面的回收和恢复过程：