Linux 小技巧 - 使用 smem 了解内存使用情况
GrissomFI约 6 分钟在为资源密集型应用程序优化性能时,洞察系统和进程内存使用非常重要。虽然像 top 和 htop 这样的工具通常用于监控系统性能，但它们通常不提供足够的内存使用细分详情。
什么是 smem？
smem 是一个命令行工具，它报告每个进程的内存使用情况，并提供比大多数传统工具更好的共享内存洞察，考虑到共享内存页面。与主要显示 RSS（驻留集大小）的 top 或 htop 不同，smem 还可以显示 USS（唯一集大小），这是评估终止特定进程将释放多少内存的更好指标。
理解内存指标：RSS、USS 和 PSS
Resident Set Size (RSS)
**RSS（常驻集大小）**表示一个进程在 RAM 中所占用的内存部分。它包括与其他进程共享的内存（例如，共享库）。top 或 htop 等工具会显示 RSS，用于提供进程所使用内存的一个总体概念，但它 不区分共享内存和独占内存。
• RSS 是物理内存中的一部分，即已经被映射到物理内存中，正在使用的内存量。
• 它 不包含被交换（
swap）到磁盘中的内存。•
RSS也可能随着内存页被换出、共享库被加载而波动。虽然RSS直观，但它 不能准确反映进程的独占内存使用量，因此在进行内存优化时，它通常不是唯一参考指标。
Unique Set Size (USS)
USS（独占集大小）表示一个进程 独占 使用的内存量，不包括共享内存。USS 重要的原因在于，它表示 如果该进程被终止，实际能够释放的内存。因此，USS 能更准确地反映进程 真正的内存占用。
•
USS仅计算物理内存中的独占内存，不包括共享库或共享内存段。• 当进行内存分析或优化时，USS 是更可靠的指标，尤其在需要判断某个进程的 最小可释放内存 时。
• USS 通常不会直接显示在
top或htop中，需要通过特定工具获取，例如smem、pmap或procrank。
Proportional Set Size (PSS)
**PSS（比例集大小）**表示 独占内存（USS）加上共享内存的按比例分配。具体而言，每个共享内存页面会按共享进程的数量均分到每个进程的 PSS 中。
计算公式：PSS = USS + （共享内存的总大小 / 共享该内存的进程数量）
•
PSS比RSS更准确地反映了一个进程的“公平”内存占用情况，特别是在多个进程共享内存的情况下。•
PSS是 Linux 内核用于计算 OOM（Out-Of-Memory）时的重要参考指标，当系统内存不足时，PSS较大的进程更容易被选中终止。•
PSS是一种折中，既考虑了独占内存，也考虑了共享内存，因此在多进程环境中非常有用。
对比
| 指标 | 含义 | 包含内容 | 适用场景 |
RSS | 常驻集大小 | 物理内存中所有占用内存（包含共享内存） | 快速查看内存占用概况，但不够精确 |
USS | 独占集大小 | 独占的物理内存 | 判断进程结束后实际释放的内存 |
PSS | 比例集大小 | 独占内存 + 按比例分配的共享内存 | 衡量单进程的公平内存使用情况，适用于多进程环境 |
安装 smem
在 Debian、Ubuntu 和 Mint 上安装 smem，我们可以使用以下命令：
sudo apt install smemCentOS 可以用如下命令安装：
sudo yum install smem安装完成后，您就可以开始分析内存使用情况了。
smem 的基本使用
使用 smem 的最简单方式是不带任何选项运行它。这提供了所有进程的内存使用概览，显示 PID（进程 ID）、用户、命令、RSS、PSS（比例集大小）和 USS 等重要指标。
输出示例：
smem
PID User Command Swap USS PSS RSS
1351 root /sbin/agetty -o -p -- \u -- 0 308 388 2288
1313 root /usr/sbin/cron -f -P 0 296 455 3044
1321 root /usr/sbin/irqbalance --fore 0 604 829 4208
...输出参数说明：
| 参数 | 说明 |
| -a, --autosize | 自动调整列宽以适应终端大小，避免输出内容被截断。 |
| -c COLUMNS, --columns=COLUMNS | 指定要显示的列。列名称之间用空格分隔，例如 pid user rss uss。 |
| -H, --no-header | 禁用表头行，适用于脚本处理输出数据。 |
| -k, --abbreviate | 显示内存大小时使用单位后缀（如 KB、MB、GB）。 |
| -n, --numeric | 显示用户 ID (UID) 而不是用户名。 |
| -p, --percent | 以百分比显示内存使用量（RSS、USS、PSS 占总内存的比例）。 |
| -r, --reverse | 反向排序输出。 |
| -s SORT, --sort=SORT | 按指定字段排序输出，例如 rss、uss 或 pss。 |
| -t, --totals | 在输出的最后一行显示内存使用总计。 |
查看所有进程的 USS（排序）
我们可以通过 USS 对输出进行排序，以查看哪些进程使用最多的独占内存：
smem -s uss
PID User Command Swap USS PSS RSS
1313 root /usr/sbin/cron -f -P 0 296 455 3044
1351 root /sbin/agetty -o -p -- \u -- 0 308 388 2288
1321 root /usr/sbin/irqbalance --fore 0 604 829 4208
...以百分比查看内存使用情况
有时，以总系统内存的百分比查看内存使用情况很有帮助。为此，请使用 -p 标志：
smem -p
PID User Command Swap USS PSS RSS
1351 root /sbin/agetty -o -p -- \u -- 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
1313 root /usr/sbin/cron -f -P 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
1321 root /usr/sbin/irqbalance --fore 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
...这将包括 USS、PSS 和 RSS 的百分比列，使我们更容易理解个别进程消耗了多少系统内存。
显示系统内存
我们可以通过增加 -w 参数查看系统内存使用情况：
smem -w -k -t
Area Used Cache Noncache
firmware/hardware 0 0 0
kernel image 0 0 0
kernel dynamic memory 2.5G 1.6G 953.7M
userspace memory 332.0M 178.2M 153.8M
free memory 248.9G 248.9G 0
----------------------------------------------------------
251.8G 250.7G 1.1G查看特定进程的 USS
使用 -P 来查看特定进程的内存使用信息，注意 smem 无法直接通过选项指定单个 PID 来过滤输出，但是可以使用正则表达式过滤进程名称或命令行参数：
smem -P "^/sbin/init"
PID User Command Swap USS PSS RSS
1 root /sbin/init 0 1780 4862 13532高级选项
smem 带有多个高级选项，允许进一步自定义输出：
• 显示总计： 您可以使用
-t标志显示所有进程的总内存使用情况。
输出示例：
smem -t -k
PID User Command Swap USS PSS RSS
1351 root /sbin/agetty -o -p -- \u -- 0 308.0K 388.0K 2.2M
1313 root /usr/sbin/cron -f -P 0 296.0K 455.0K 3.0M
1321 root /usr/sbin/irqbalance --fore 0 604.0K 829.0K 4.1M
...
1788 root /usr/bin/dockerd -H fd:// - 0 78.1M 78.3M 81.6M
-------------------------------------------------------------------------------
29 6 0 294.6M 333.9M 486.3M• 按用户过滤： 要按特定用户过滤内存使用情况，请使用
-U选项后跟用户名：
smem -U syslog
PID User Command Swap USS PSS RSS
1325 syslog /usr/sbin/rsyslogd -n -iNON 0 3132 3422 6916• 图表： 对于内存使用的可视化表示，
smem还支持饼图和条形图。例如：
smem --pie uss
USS | 5.5% #############
| ############# python3
| 4.2% ########### nginx
| 3.1% ######## apache2
| 87.2% ############################ 其他进程smem --bar uss
USS | python3 ##################
| nginx ###############
| apache2 ###########
| 其他 ############################
详细可以参考：https://linux.die.net/man/8/smem.