深入解讀 Linux free 命令輸出：記憶體真相在這裡

free 是 Linux 系統管理員最常用的記憶體檢視工具，但其輸出中的「buffers/cache」兩行常讓人困惑。本文以實際輸出為例，拆解每一欄含義，釐清 OS 視角與應用程式視角的差異。

輸出樣例與矩陣標記

為了方便說明，將輸出視為二維陣列 FO[行][列]（行從 1 起算，列從 1 起算）。實際輸出共四行：

             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:      15402628   15318812      83816          0     123456    12033012
-/+ buffers/cache:  15318812   15402628
Swap:           0          0          0

第四行：Swap 交換區

直觀易懂：total 總量、used 已用、free 剩餘。

第一行：OS 視角的物理記憶體

• FO[2][1] (total) = 15402628 KB：物理記憶體總量。
• FO[2][2] (used) = 15318812 KB：OS 認為已被佔用（含 buffers/cache）。
• FO[2][3] (free) = 83816 KB：OS 認為完全閒置的記憶體。

等式 1： FO[2][1] = FO[2][2] + FO[2][3]

shared (第 4 列) 已棄用，通常為 0。buffers (第 5 列) 為待寫入磁塊裝置的資料；cached (第 6 列) 為從磁碟讀取並暫存的資料。兩者皆由核心管理，旨在提升 I/O 效能。

第二行：應用程式視角的可用記憶體

這行才是開發者、運維真正關心的「還能申請多少記憶體」。

• FO[3][2] (-buffers/cache) = FO[2][2] - FO[2][5] - FO[2][6]：扣除 buffers/cache 後，應用程式實際佔用量。
• FO[3][3] (+buffers/cache) = FO[2][3] + FO[2][5] + FO[2][6]：應用程式可申請的實際可用量（含可快速回收的緩衝/快取）。

因此 FO[3][3] » FO[2][3]，這就是為什麼「free 顯示剩餘很少」但系統仍能跑新程式的原因。

實驗驗證 Cache 效能

# 釋放頁面快取
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
# 讀取大文件兩次，第二次會快數倍（如 BerkeleyDB 讀 5G 快 9 倍）

資料來源

free 由 procps 套件提供，所有數值源自 /proc/meminfo。可下載 procps 原始碼（最新 3.2.8）查看具體解析實現。