问题:Buff/Cache 中不可以算到Availabe中的部分是什么？

 交流中被问到free -h中为什么Available 比Buff/Cache小

查询发现Available估算时Buff/Cache有无法使用的部分，

是

Buff/Cache中不可立即回收（不能完全算入Available）的部分主要包括：

1. 脏页：已被修改但尚未写入磁盘的数据。

2. 正在被使用的页：有进程正在直接读取或写入的缓存页。

3. 被锁定在内存中的页：通过mlock()系统调用锁定的页。

4. 内核数据结构占用的Slab内存中的不可回收部分。

1. 脏页 - 最大的“不确定因素”

• 是什么：数据已在内存中被修改，但与磁盘上的版本不一致。内核必须先将它们写回磁盘，才能回收这些内存页。

• 影响：如果系统有大量写入操作（如数据库、日志写入），脏页会很多。回收它们需要等待I/O完成，因此不能立即提供给应用程序。

• 查看命令：

  bash

  grep -E 'Dirty|Writeback' /proc/meminfo

  输出示例：

  text

  Dirty:            12456 kB      # 待写回的脏数据量
  Writeback:          432 kB      # 正在写回的数据量

2. 正在被使用的页

• 是什么：某个进程正在通过read()或write()系统调用访问的缓存页。回收会导致进程I/O错误。

• 影响：通常比例很小，但存在。

3. 被锁定的页

• 是什么：通过mlock()系统调用明确要求常驻内存的页（如一些实时性要求高的应用、加密密钥）。

• 影响：明确不可回收。

4. Slab内存中的不可回收部分

• 是什么：/proc/meminfo中的SReclaimable（可回收Slab）被计入Buff/Cache，而SUnreclaim（不可回收Slab）则不被计入。

  • 可回收Slab：如目录项缓存（dentry）、索引节点缓存（inode_cache）。这些可被回收，并被计入Available。

  • 不可回收Slab：一些内核数据结构占用的内存，无法回收。

• 查看命令：

  bash

  grep -E 'SReclaimable|SUnreclaim' /proc/meminfo

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内核如何计算 Available？（深入原理）

Available 的值在 /proc/meminfo 中是这样计算的（简化版）：

bash

# 查看精确值
grep Available /proc/meminfo

# 内核的估算逻辑（概念上）：
Available = Free + (PageCache的总和 - 其中不可立即回收的部分) + (SReclaimable * 权重系数)

不可立即回收的部分 主要通过以下方式估算：

1. 统计所有“干净”的页面（未修改的缓存），这些可以瞬间回收。

2. 估算回收“脏页”的成本，并根据系统当前压力、I/O负载等因素，决定将多大比例的脏页计入“可用”资源。在内存压力不大时，内核可能保守估计；压力大时，会更积极地将脏页的潜在回收能力计入。

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一个具体的诊断例子

假设您的系统 free -h 显示：

text

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:            16Gi        10Gi       500Mi       1.0Gi        5.5Gi        4.5Gi

分析：

• buff/cache 有 5.5Gi

• available 有 4.5Gi

• free 只有 500Mi

计算 available 的来源：
4.5Gi ≈ 0.5Gi (free) + [5.5Gi (buff/cache) - 约 1.5Gi (不可立即回收部分)]

查看这“约1.5Gi”不可回收部分的具体构成：

bash

# 1. 查看脏页大小
cat /proc/meminfo | grep Dirty
# 假设输出 Dirty: 800000 kB (约0.76Gi)

# 2. 查看Slab分配
cat /proc/meminfo | grep -E 'SReclaimable|SUnreclaim'
# SReclaimable:  400000 kB  (约0.38Gi，这部分是buff/cache的一部分且可回收)
# SUnreclaim:    200000 kB  (约0.19Gi，这部分不属于buff/cache)

# 3. 粗略估算
# 不可立即回收部分 ≈ 脏页 + 其他难以估算的正在使用的页
# ≈ 0.76Gi + (0.5Gi ~ 0.7Gi) ≈ 1.3Gi ~ 1.5Gi

这个估算结果与上面的分析基本吻合。

结论与建议

1. Available 是一个智能估算值，而非简单加减。它告诉你在不引起严重I/O阻塞或进程错误的前提下，能安全分配多少内存。

2. Buff/Cache 和 Available 的差值，主要反映了脏页的数量和回收成本。

3. 当系统内存压力极大时，内核会启动激进的后台回写，将脏页刷入磁盘，从而将它们转变为“干净页”，增加 Available 的估算值。但这个过程会导致I/O争用，可能使系统变慢。

当您需要精确分析时，请使用 cat /proc/meminfo 获取原始数据，并重点关注 Dirty, Writeback, SReclaimable 这几个指标。它们正是 Buff/Cache 中那些“看得见但暂时用不了”的部分。