清理缓存和内存 【sync; echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches && swapoff -a && swapon -a】

最新推荐文章于 2025-07-25 21:54:16 发布
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#运维 #操作系统 #shell

本文详细介绍了如何在Linux系统中安全地清理页面缓存和交换空间，包括单独清除页面缓存、目录项和inode，以及通过shell脚本实现定时清理。讨论了清理缓存对系统性能的影响，并警告在生产环境中自动清理缓存可能导致的风险。

如何在 Linux 中清除缓存（Cache）？

每个 Linux 系统有三种选项来清除缓存而不需要中断任何进程或服务。

（LCTT 译注：Cache，译作“缓存”，指 CPU 和内存之间高速缓存。Buffer，译作“缓冲区”，指在写入磁盘前的存储再内存中的内容。在本文中，Buffer 和 Cache 有时候会通指。）

  1. 仅清除页面缓存（PageCache）

    1. # sync; echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches

  2. 清除目录项和inode

    1. # sync; echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches

  3. 清除页面缓存，目录项和inode

    1. # sync; echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches

上述命令的说明：

sync 将刷新文件系统缓冲区（buffer），命令通过“;”分隔，顺序执行，shell在执行序列中的下一个命令之前会等待命令的终止。正如内核文档中提到的，写入到drop_cache将清空缓存而不会杀死任何应用程序/服务，echo命令做写入文件的工作。

如果你必须清除磁盘高速缓存，第一个命令在企业和生产环境中是最安全，"...echo 1> ..."只会清除页面缓存。 在生产环境中不建议使用上面的第三个选项"...echo 3 > ..." ，除非你明确自己在做什么，因为它会清除缓存页，目录项和inodes。

在Linux上释放也许被内核所使用的缓冲区（Buffer）和缓存（Cache）是否是个好主意？

当你设置许多设定想要检查效果时，如果它实际上是专门针对 I/O 范围的基准测试，那么你可能需要清除缓冲区和缓存。你可以如上所示删除缓存，无需重新启动系统（即无需停机）。

Linux被设计成它在寻找磁盘之前到磁盘缓存寻找的方式。如果它发现该资源在缓存中，则该请求不会发送到磁盘。如果我们清理缓存，磁盘缓存就起不到作用了，系统会到磁盘上寻找资源。

此外，当清除缓存后它也将减慢系统运行速度，系统会将每一个被请求的资源再次加载到磁盘缓存中。

现在，我们将创建一个 shell 脚本，通过一个 cron 调度任务在每天下午2点自动清除RAM缓存。如下创建一个 shell 脚本 clearcache.sh 并在其中添加以下行：

  1. #!/bin/bash
  2. # 注意，我们这里使用了 "echo 3"，但是不推荐使用在产品环境中，应该使用 "echo 1"
  3. echo "echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches"

给clearcache.sh文件设置执行权限

  1. # chmod 755 clearcache.sh

现在，当你需要清除内存缓存时只需要调用脚本。

现在设置一个每天下午2点的定时任务来清除RAM缓存，打开crontab进行编辑。

  1. # crontab -e

添加以下行，保存并退出。

  1. 0 3 * * * /path/to/clearcache.sh

 

有关如何创建一个定时任务，crontab -{e/l/r} 编辑/查看/删除，更新：crontab crontabFileName，服务：service crond start/stop/status

系统文件路径是 /etc/crontab；个人存放路径建议：/var/spool/cron/ 或者 /var/cron/tabs/

 

在生产环境的服务器上自动清除RAM是否是一个好主意？

不！它不是。想想一个情况，当你已经预定脚本在每天下午2点来清除内存缓存。那么其时该脚本会执行并刷新你的内存缓存。在某一天由于某些原因，可能您的网站的在线用户会超过预期地从你的服务器请求资源。

而在这时，按计划调度的脚本运行了，并清除了缓存中的一切。当所有的用户都从磁盘读取数据时，这将导致服务器崩溃并损坏数据库。因此，清除缓存仅在必要时并且在你的预料之中，否则你就是个呆瓜系统管理员。

如何清除Linux的交换空间？

如果你想清除掉的空间，你可以运行下面的命令：

  1. # swapoff -a && swapon -a

此外，了解有关风险后，您可以将上面的命令添加到cron中。

现在，我们将上面两种命令结合成一个命令，写成正确的脚本来同时清除RAM缓存和交换空间。

  1. # echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches && swapoff -a && swapon -a && printf '\n%s\n' 'Ram-cache and Swap Cleared'

或

  1. su -c 'echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches' && swapoff -a && swapon -a && printf '\n%s\n' 'Ram-cache and Swap Cleared'

在测试上面的命令之前，我们在执行脚本前后运行“free -m” 来检查缓存。

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<think>我们正在解决交换分区操作失败的问题，包括`swapoff`失败（无法分配内存）和`swapon`失败（文件或目录不存在）。根据用户提供的错误信息和之前的分析，我们将深入探讨原因并提供解决方案。###1.`swapoff`失败：无法分配内存####原因分析当执行`swapoff`命令时，系统需要将交换分区中的数据全部读回物理内存。如果交换分区中已使用的数据量大于当前可用的物理内存，系统将无法分配足够的内存空间，导致操作失败。具体表现为：$$\text{可用物理内存}< \text{交换空间已用数据量}$$####解决方案**方案一：释放现有内存**-释放页缓存（不影响运行中的应用程序）：```bashsudosysctlvm.drop_caches=1#释放页缓存sudosysctlvm.drop_caches=2#释放目录项和inode缓存sudosysctlvm.drop_caches=3#释放所有缓存（页缓存+目录项缓存+inode缓存）```建议先尝试`vm.drop_caches=1`，因为它对系统性能影响最小[^1]。-停止非关键服务：```bashsudosystemctlstop<service_name>#如cups,unattended-upgrades等非必需服务```-手动终止占用大量内存的进程（通过`top`或`htop`查看）。**方案二：分步关闭交换分区**如果系统中有多个交换分区（例如`/dev/sda1`、`/dev/sda2`），可以逐个关闭：1.查看各交换分区使用量：```bashswapon--show```2.优先关闭使用量最小的交换分区：```bashsudoswapoff/dev/sda2#假设sda2使用量最小```3.重复直到目标交换分区（如`/dev/sda5`）被关闭。**方案三：创建临时交换空间**在关闭原交换分区前，先创建一个临时交换文件：1.计算需要创建的临时交换文件大小（建议为原交换分区已用量的1.2倍）：```bashswap_used=$(grepSwapUsed/proc/meminfo|awk&#39;{print$2}&#39;)swap_needed=$((swap_used*120/100))#单位：KB```2.创建并启用临时交换文件：```bashsudofallocate-l${swap_needed}K/tmp/swap_tempsudomkswap/tmp/swap_tempsudoswapon/tmp/swap_temp```3.关闭原交换分区：```bashsudoswapoff/dev/sda5```4.清理临时交换文件：```bashsudoswapoff/tmp/swap_temp&&sudorm/tmp/swap_temp```**方案四：强制关闭（风险高）**允许内存过载，触发OOMKiller：```bashecho1|sudotee/proc/sys/vm/overcommit_memorysudoswapoff/dev/sda5```此操作可能导致关键进程被终止[^2]。---###2.`swapon`失败：文件或目录不存在####原因分析-**路径错误**：指定的交换分区或文件路径不存在（如`/dev/sda5`已被删除或未格式化）。-**未初始化**：未使用`mkswap`初始化交换分区。-**挂载点变更**：重启后设备名变化（如`/dev/sda5`变为`/dev/sdb5`）。####解决方案**方案一：检查路径有效性**-确认设备或文件存在：```bashsudofdisk-l|grepswap#检查交换分区ls-lh/swapfile#检查交换文件```如果设备名改变，使用新设备名（如`/dev/sdb5`）或文件路径。**方案二：初始化交换分区**对新的或未格式化的分区执行初始化：```bashsudomkswap/dev/sda5#针对分区sudomkswap/swapfile#针对文件```**方案三：更新`/etc/fstab`配置**1.获取正确分区UUID：```bashsudoblkid|grepswap```2.在`/etc/fstab`中使用UUID替代设备路径：```原有错误配置/dev/sda5swapswapdefaults00```修改为：```bashUUID=123e4567-e89b-12d3-a456-426614174000swapswapdefaults00```3.重新激活：```bashsudoswapoff-asudoswapon-a```**方案四：重建交换文件**如果交换文件损坏或路径错误：```bashsudoddif=/dev/zeroof=/swapfilebs=1Mcount=4096#创建4GB文件sudochmod600/swapfilesudomkswap/swapfilesudoswapon/swapfile```---###诊断命令-**查看内存和交换使用情况**：```bashfree-hgrep-iswap/proc/meminfo```-**检查活动交换区**：```bashswapon--show```-**定位占用交换空间的进程**：```bashsudosmem-t-k|grep-iswap```---###预防措施1.**合理配置交换空间大小**：-当物理内存（RAM）小于4GB时：$$\text{交换空间大小}\geq2\times\text{物理内存大小}$$-当物理内存大于8GB时：$$\text{交换空间大小}\geq\text{物理内存大小}$$2.**优先使用交换文件而非分区**：```bash#创建交换文件（示例：8GB）sudofallocate-l8G/swapfilesudomkswap/swapfilesudoswapon/swapfile```§§相关问题§§1.如何永久关闭交换空间？2.系统没有交换分区会有什么影响？3.如何调整进程的OOMKiller优先级？4.`vm.drop_caches`的不同参数（1,2,3）有何具体区别？</think> ### 一、`swapoff`失败（无法分配内存）的终极解决方案 #### 根本原因分析 当执行`swapoff /dev/sda5`时，系统需要将交换分区中的数据全部加载到物理内存。若满足： $$ \text{可用物理内存} < \text{交换空间已用数据量} $$ 则操作失败（如图示），触发内核内存分配限制机制[^2]。 ```mermaid graph LR A[swapoff /dev/sda5] --> B{内存是否足够？} B -- 是 --> C[成功] B -- 否 --> D[OOM Killer介入] D --> E{终止进程释放内存？} E -- 成功 --> C E -- 失败 --> F[swapoff失败] ``` #### 四级解决方案（按优先级） 1. **安全释放内存（推荐）** ```bash # 释放页缓存（安全） sudo sync && echo 3 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches # 停止非核心服务 sudo systemctl stop unattended-upgrades cups bluetooth # 重试关闭交换分区 sudo swapoff -v /dev/sda5 ``` > 📌 `drop_caches=3` 清除页缓存、目录项和inode缓存[^1] 2. **分阶段关闭交换** ```bash # 1. 查看所有交换分区 swapon --show # 2. 按使用量从小到大的顺序关闭 sudo swapoff /dev/sda3 # 先关最小的 sudo swapoff /dev/sda2 # 再关中等 sudo swapoff /dev/sda5 # 最后关最大的 ``` 3. **临时交换空间法** ```bash # 计算需临时交换空间（单位：MB） SWAP_NEEDED=$(($(grep SwapUsed /proc/meminfo | awk &#39;{print $2}&#39;)/1024 + 100)) # 创建临时交换文件 sudo fallocate -l ${SWAP_NEEDED}M /swap_temp sudo mkswap /swap_temp && sudo swapon /swap_temp # 关闭原交换分区 sudo swapoff /dev/sda5 # 清理临时文件 sudo swapoff /swap_temp && sudo rm /swap_temp ``` 4. **强制模式（危险）** ```bash # 启用内存过载分配 echo 1 | sudo tee /proc/sys/vm/overcommit_memory # 强制关闭（可能触发OOM Killer） sudo swapoff -f /dev/sda5 ``` ⚠️ 此操作可能导致关键进程被终止 --- ### 二、`swapon`失败（文件或目录不存在）解决方案 #### 原因诊断矩阵 | 现象 | 可能原因 | 检测命令 | |------|----------|----------| | `/dev/sda5` 不存在 | 磁盘重新分区 | `sudo fdisk -l` | | 文件路径错误 | 配置错误 | `ls -l /swapfile` | | 未初始化 | 缺少 `mkswap` | `sudo blkid` | | 文件系统损坏 | 数据损坏 | `sudo fsck /dev/sda5` | #### 分步修复方案 1. **确认设备存在** ```bash sudo fdisk -l | grep sda5 sudo lsblk -f | grep swap ``` 2. **重新初始化交换空间** ```bash # 使用UUID方式更可靠 UUID=$(sudo blkid -s UUID -o value /dev/sda5) sudo mkswap -U $UUID /dev/sda5 ``` 3. **修复文件系统** ```bash # 卸载后检查 sudo umount /dev/sda5 2>/dev/null sudo fsck -y /dev/sda5 ``` 4. **更新/etc/fstab** ```bash # 获取正确UUID sudo blkid /dev/sda5 # 修改fstab（示例） echo "UUID=123e4567-e89b-12d3 swap swap defaults 0 0" | sudo tee -a /etc/fstab sudo mount -a ``` 5. **创建新交换文件** ```bash sudo fallocate -l 4G /swapfile_new sudo chmod 600 /swapfile_new sudo mkswap /swapfile_new sudo swapon /swapfile_new ``` --- ### 三、预防性维护 #### 1. 内存优化配置 ```bash # 限制进程内存使用 sudo systemctl set-property mysql.service MemoryMax=2G # 优化交换倾向性（0-100） echo &#39;vm.swappiness=10&#39; | sudo tee /etc/sysctl.d/99-swap.conf ``` > ✅ 推荐 `swappiness` 值： > - SSD存储：10 > - HDD存储：30 #### 2. 交换空间监控脚本 ```bash #!/bin/bash THRESHOLD=80 # 内存使用阈值% while sleep 300; do MEM_USE=$(free | awk &#39;/Mem/{print $3/$2*100}&#39;) if (( $(echo "$MEM_USE > $THRESHOLD" | bc -l) )); then logger "内存告警：自动释放缓存" sync && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches fi done ```
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