Vmstat命令中活跃内存和非活跃内存

vmstat -a 命令能看到active memory 和 inactive memory：

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但它们的含义在manpage中只给了简单的说明，并未详细解释：

inact: the amount of inactive memory. (-a option)active: the amount of active memory. (-a option)

在此我们试图准确理解它的含义。通过阅读vmstat的源代码(vmstat.c和proc/sysinfo.c)得知，vmstat命令是直接从/proc/meminfo中获取的数据：

而/proc/meminfo的数据是在以下内核函数中生成的：

这段代码的意思是统计所有的LRU list，其中Active Memory等于ACTIVE_ANON与ACTIVE_FILE之和，Inactive Memory等于INACTIVE_ANON与INACTIVE_FILE之和。

LRU list是Linux kernel的内存页面回收算法(Page Frame Reclaiming Algorithm)所使用的数据结构，LRU是Least Recently Used的缩写词。这个算法的核心思想是：回收的页面应该是最近使用得最少的，为了实现这个目标，最理想的情况是每个页面都有一个年龄项，用于记录最近一次访问页面的时间，可惜x86 CPU硬件并不支持这个特性，x86 CPU只能做到在访问页面时设置一个标志位Access Bit，无法记录时间，所以Linux Kernel使用了一个折衷的方法：它采用了LRU list列表，把刚访问过的页面放在列首，越接近列尾的就是越长时间未访问过的页面，这样，虽然不能记录访问时间，但利用页面在LRU list中的相对位置也可以轻松找到年龄最长的页面。Linux kernel设计了两种LRU list: active list 和 inactive list, 刚访问过的页面放进active list，长时间未访问过的页面放进inactive list，这样从inactive list回收页面就变得简单了。内核线程kswapd会周期性地把active list中符合条件的页面移到inactive list中，这项转移工作是由refill_inactive_zone()完成的。

LRU list 示意图

vmstat看到的active/inactive memory就分别是active list和inactive list中的内存大小。如果inactive list很大，表明在必要时可以回收的页面很多；而如果inactive list很小，说明可以回收的页面不多。

Active/inactive memory是针对用户进程所占用的内存而言的，内核占用的内存（包括slab）不在其中。

至于在源代码中看到的ACTIVE_ANON和ACTIVE_FILE，分别表示anonymous pages和file-backed pages。用户进程的内存页分为两种：与文件关联的内存（比如程序文件、数据文件所对应的内存页）和与文件无关的内存（比如进程的堆栈，用malloc申请的内存），前者称为file-backed pages，后者称为anonymous pages。File-backed pages在发生换页(page-in或page-out)时，是从它对应的文件读入或写出；anonymous pages在发生换页时，是对交换区进行读/写操作。

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