Linux VIRT

在 Linux CentOS 系统中，VIRT（虚拟内存）、RES（常驻内存）和 SHR（共享内存）是 top 命令中三个关键的内存指标，理解它们的概念和联系对系统监控、性能调优和内存泄漏排查至关重要。以下是三者的详细解释及关联分析：

​

​1. VIRT（Virtual Memory Size，虚拟内存）​

• ​

  ​定义​

  ​：进程可访问的​

  ​总虚拟内存空间​

  ​，包括：
  • 代码段、数据段、堆（malloc/new 分配）、栈空间。
  • 共享库（如 libc.so）及文件映射（mmap）。
  • ​

    ​已申请但未实际使用的内存​

    ​（如未写入的 malloc 分配）。

• ​

  ​特点​

  ​：
  • ​

    ​按需增长​

    ​：若进程申请 1GB 内存但仅写入 100MB，VIRT 仍增加 1GB。
  • ​

    ​不直接消耗物理内存​

    ​：仅表示地址空间范围，实际占用由 RES 体现。
  • ​

    ​公式​

    ​：VIRT = SWAP + RES（SWAP 是换出到磁盘的部分）。

​

​2. RES（Resident Memory Size，常驻内存）​

• ​

  ​定义​

  ​：进程当前​

  ​实际占用的物理内存​

  ​（未被换出到 Swap），包括：
  • 正在使用的堆、栈、代码段。
  • 共享库中​

    ​已被加载到物理内存的部分​

    ​。

• ​

  ​特点​

  ​：
  • ​

    ​反映真实资源消耗​

    ​：直接影响系统的物理内存压力。
  • ​

    ​按实际使用量增长​

    ​：若仅写入申请的 100MB 内存，RES 仅增长 100MB。
  • ​

    ​包含共享内存​

    ​：RES 中的一部分可能被多个进程共享（即 SHR）。
  • ​

    ​公式​

    ​：RES = CODE + DATA（代码段 + 数据段）。

​

​3. SHR（Shared Memory，共享内存）​

• ​

  ​定义​

  ​：RES 中​

  ​被其他进程共享的内存​

  ​，例如：
  • 共享库（如 glibc）的代码段。
  • 通过 shmget 或 mmap(MAP_SHARED) 创建的共享内存区域。

• ​

  ​特点​

  ​：
  • ​

    ​非独占性​

    ​：多个进程共享同一物理内存页，减少整体内存占用。
  • ​

    ​统计粒度​

    ​：即使进程仅使用共享库的少量函数，SHR 仍统计整个库的大小。
  • ​

    ​可被换出​

    ​：Swap 操作后 SHR 可能降低。

​

​三者的联系与区别​

• ​

  ​核心关系​

  ​：
  • ​

    ​RES 是 VIRT 的子集​

    ​：RES 仅包含 VIRT 中已映射到物理内存的部分。
  • ​

    ​SHR 是 RES 的子集​

    ​：共享内存属于 RES，但被多个进程复用。
  • ​

    ​进程独占内存计算公式​

    ​：​

    ​独占内存 = RES - SHR​

    ​。

​

​如何理解真实内存使用？​

1. ​

   ​识别内存瓶颈​

   ​：
   • ​

     ​RES 过高​

     ​：进程实际占用物理内存多，可能导致系统 OOM（Out-of-Memory）。
   • ​

     ​VIRT 远大于 RES​

     ​：进程申请了大量未使用内存（如预分配未写入），通常无需立即优化。

2. ​

   ​共享内存优化​

   ​：
   • 高 SHR 表示共享库使用多，​

     ​多个进程可复用同一库​

     ​，降低整体内存压力。例如，10 个进程共享 100MB 的 libc.so，SHR 总计仍为 100MB 而非 1GB。

3. ​

   ​内存泄漏排查​

   ​：
   • 若 RES - SHR（独占内存）持续增长，可能​

     ​存在内存泄漏​

     ​（如未释放的堆分配）。
   • VIRT 异常增长但 RES 不变，可能是​

     ​虚拟地址空间碎片化​

     ​问题。

4. ​

   ​Swap 影响​

   ​：
   • RES 不包括已换出的内存（属于 VIRT 中的 SWAP 部分），​

     ​高 Swap 使用会拖慢性能​

     ​。

​

​实践建议​

• ​

  ​监控命令​

  ​：

  top -p PID # 查看进程的 VIRT/RES/SHR cat /proc/PID/smaps # 分析内存详细分布（堆、栈、共享库等） 

• ​

  ​调优场景​

  ​：
  • ​

    ​优化 RES​

    ​：减少不必要的缓冲区或缓存（如调整 malloc 策略）。
  • ​

    ​利用 SHR​

    ​：尽量使用动态链接库而非静态编译，节省物理内存。
  • ​

    ​控制 VIRT​

    ​：避免过度预分配内存（如 Java 的 -Xmx 设置过大）。

​

​总结​

• ​

  ​VIRT​

  ​：进程的“内存需求潜力”，​

  ​关注申请量​

  ​。

• ​

  ​RES​

  ​：系统的“真实内存负担”，​

  ​监控实际使用量​

  ​。

• ​

  ​SHR​

  ​：系统的“内存复用效率”，​

  ​优化共享资源​

  ​。

通过分析 RES - SHR 可锁定进程独占内存的异常增长，结合 smaps 文件可深入分析堆、文件映射等区域的使用细节，为性能优化提供精准依据。