리눅스 캐시 메모리 비우기
개요
리눅스 서버에서 명령어를 통해 캐시 메모리를 정리해 여유 메모리를 확보할 수 있다.
환경
- OS : Red Hat Enterprise Linux Server release 5.x
- Shell : bash
해결법
1. 메모리 사용량 요약 확인
$ free -g
total used free shared buffers cached
Mem: 62 62 0 0 0 55
-/+ buffers/cache: 6 56
Swap: 62 3 59
전체 메모리(total) 62GB 중 55GB가 캐시 메모리(cached)로 잡혀있다.
2. 메모리 사용량 상세 확인
기본 단위(kB)로 보기
$ cat /proc/meminfo | column -t
MemTotal: 66004284 kB
MemFree: 211724 kB
Buffers: 759392 kB
Cached: 58053888 kB
SwapCached: 2245728 kB
Active: 11509948 kB
Inactive: 53444952 kB
HighTotal: 0 kB
HighFree: 0 kB
LowTotal: 66004284 kB
LowFree: 211724 kB
SwapTotal: 65537156 kB
SwapFree: 62276916 kB
Dirty: 1056 kB
Writeback: 0 kB
AnonPages: 6139572 kB
Mapped: 42920 kB
Slab: 668696 kB
PageTables: 36240 kB
NFS_Unstable: 0 kB
Bounce: 0 kB
CommitLimit: 98539296 kB
Committed_AS: 11802812 kB
VmallocTotal: 34359738367 kB
VmallocUsed: 295112 kB
VmallocChunk: 34359442931 kB
HugePages_Total: 0
HugePages_Free: 0
HugePages_Rsvd: 0
Hugepagesize: 2048 kB
column -t : 출력결과를 칸에 맞게 정렬해서 가독성을 높여주는 명령어
확인결과 전체 메모리(MemTotal)의 87%가 캐시 메모리(Cached)로 잡혀있다.
GB 단위로 보기
kB 단위로 보는게 불편하면 GB 단위로 변환시켜 볼 수도 있다.
$ awk '$3=="kB"{$2=$2/1024/1024;$3="GB"} 1' /proc/meminfo | column -t
MemTotal: 62.9466 GB
MemFree: 0.191048 GB
Buffers: 0.724033 GB
Cached: 55.3696 GB
SwapCached: 2.14169 GB
Active: 10.6456 GB
Inactive: 51.3047 GB
HighTotal: 0 GB
HighFree: 0 GB
LowTotal: 62.9466 GB
LowFree: 0.191048 GB
SwapTotal: 62.5011 GB
SwapFree: 59.3919 GB
Dirty: 0.00088501 GB
Writeback: 0 GB
AnonPages: 5.8541 GB
Mapped: 0.0409317 GB
Slab: 0.636795 GB
PageTables: 0.0345459 GB
NFS_Unstable: 0 GB
Bounce: 0 GB
CommitLimit: 93.9744 GB
Committed_AS: 11.3072 GB
VmallocTotal: 32768 GB
VmallocUsed: 0.281441 GB
VmallocChunk: 32767.7 GB
HugePages_Total: 0
HugePages_Free: 0
HugePages_Rsvd: 0
Hugepagesize: 0.00195312 GB
전체 메모리(MemTotal) 64GB 중에서 캐시 메모리(Cached)를 55GB 쓰고, 버퍼 메모리(Buffers)는 0.7GB 사용중.
여유 메모리(MemFree) 값이 0.1GB로 너무 낮다.
3. 캐시 메모리 정리
메모리 사용량 모니터링
캐시 메모리 정리 전에 메모리 사용량 변화를 모니터링 하기 위해 세션을 하나 더 띄워서 watch -d -n1 "free -g" 명령어를 실행한다.
$ watch -d -n1 "free -g"
1초 간격으로 free -g 명령어를 실행하는 명령어.-d 옵션은 변경된 값을 하이라이팅 해서 가독성을 높여준다.
sync
$ sync
캐시 메모리에 있는 변동사항을 하드디스크에 옮겨서 쓰기(Write)
캐시 메모리 정리
$ echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
캐시 메모리를 정리한다. 정리대상은 pagecache, dentry, inode 이다.
캐시 메모리 정리 소요시간은 서버 환경과 캐시 메모리 용량에 따라 다른데 보통 10초 안으로 정리가 완료된다.
용어설명
- pagecache : 파일의 입출력(I/O)의 속도와 퍼포먼스를 높이기 위해 시스템이 할당한 메모리 영역(임시 메모리 저장소). 예를 들어 어떤 경로의 파일을 한 번 읽어들이면 시스템이 해당 파일 내용을 임시메모리에 저장시키는데 이후에 해당 파일을 다시 읽을 때 이를 새로 읽어들이지 않고 이 메모리에서 바로 불러오면 디스크의 읽기/쓰기 속도가 빨라지므로 효율이 높아짐. 윈도우 OS의 페이지 파일 같은 역할.
- dentry : directory entry의 줄임말로 예를 들어 /usr/share 같은 경로에서 usr과 share를 지칭.
- inode : 파일과 디렉토리에 관한 정보를 담고 있는 자료구조. 예를 들어 파일의 퍼미션 정보, 디스크 상의 파일의 물리적 위치, 크기, 생성된 일시 정보 등을 저장.
drop_caches 의미
$ echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches # To free pagecache
$ echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches # To free dentries and inodes
$ echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches # To free pagecache, dentries and inodes
4. 메모리 반환 결과 확인
메모리 사용량 요약 확인
$ free -g
total used free shared buffers cached
Mem: 62 12 50 0 0 5
-/+ buffers/cache: 6 56
Swap: 62 3 59
-g : GB 단위로 보여준다.
메모리 사용량 상세 확인
$ awk '$3=="kB"{$2=$2/1024/1024;$3="GB"} 1' /proc/meminfo | column -t
MemTotal: 62.9466 GB
MemFree: 48.9179 GB
Buffers: 0.0405312 GB
Cached: 7.78165 GB
SwapCached: 2.14169 GB
Active: 8.87233 GB
Inactive: 4.87525 GB
HighTotal: 0 GB
HighFree: 0 GB
LowTotal: 62.9466 GB
LowFree: 48.9179 GB
SwapTotal: 62.5011 GB
SwapFree: 59.3919 GB
Dirty: 0.00118637 GB
Writeback: 0 GB
AnonPages: 5.92254 GB
Mapped: 0.0409355 GB
Slab: 0.11797 GB
PageTables: 0.0352592 GB
NFS_Unstable: 0 GB
Bounce: 0 GB
CommitLimit: 93.9744 GB
Committed_AS: 11.2496 GB
VmallocTotal: 32768 GB
VmallocUsed: 0.281441 GB
VmallocChunk: 32767.7 GB
HugePages_Total: 0
HugePages_Free: 0
HugePages_Rsvd: 0
Hugepagesize: 0.00195312 GB
메모리 전후 비교표
버퍼 메모리는 작업전부터 크기가 작아 효과가 그리 체감되지는 않지만 94% 줄였고, 캐시 메모리는 87% 줄였다.
| 구분 | 버퍼 메모리 | 캐시 메모리 |
|---|---|---|
| Before | 0.7 [GB] | 55 [GB] |
| After | 0.04 [GB] | 7 [GB] |
5. 캐시 메모리 스케줄링 등록
시스템 엔지니어가 매번 수동으로 캐시 메모리를 정리하는 건 번거롭고 불가능하니, 서버가 알아서 자동 정리할 수 있도록 crontab에 캐시 메모리 정리 스케줄을 등록해준다.
반드시 root 계정에서 crontab을 등록해야한다.
서버에 부하가 많은 시점에
drop_cache값에 3을 부여하는 행위는 서버 멈춤 현상을 유발할 수 있다. 따라서 캐시 메모리 정리 스케줄링 등록 시 실행시간은 부하(Load)가 적은 새벽 시간대로 설정해야만 한다.
Cron 커닝페이퍼(Cheatsheet)
# * * * * * command to be executed
# - - - - -
# | | | | |
# | | | | +----> Day of Week (0 - 6) (0 = Sunday ... 6 = Saturday)
# | | | +------> Month (1 - 12)
# | | +--------> Day of Month (1 - 31)
# | +----------> Hour (0 - 23)
# +------------> Minute (0 - 59)
crontab을 작성하는 일이 그리 빈번히 발생하는 편이 아니기 때문에 가끔 헷갈릴 때가 있다.
crontab 윗줄에 주석처리된 커닝페이퍼를 달아놓으면 작업시 눈 앞에 바로 참고자료가 있기 때문에 편리한 서버 관리가 가능하다.
스케줄링 등록
$ crontab -e
0 3 * * * sync && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
-e : crontab을 편집한다.
매일 새벽 3시마다 캐시 메모리를 정리하는 명령어를 실행한다.
스케줄링 확인
$ crontab -l
0 3 * * * sync && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
-l : crontab의 설정 상태를 확인한다.
참고자료
https://kangwoo.github.io/devops/linux/linux-buffer-cache/
https://linux-mm.org/Drop_Caches