前言
先来看下本机系统显存使用情况：数值默认单位为 KB
# 笔记本本机 16G 内存，Ubuntu 18
$ free
total used free shared buff/cache available
Mem: 16306984 13655780 1205560 576992 1445644 1748628
Swap: 2097148 1620224 476924
# -h 适配可读的单位。-m 即 MB 为单位
$ free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 15G 13G 320M 649M 1.6G 1.0G
Swap: 2.0G 1.6G 435M
关于Buff/Cache，可以通过man free指南来查看说明：
由上，并结合平常开发经验，推测显存组成部份：堆内存、堆外显存、Page Cache、其他
问题：在 64位系统下，虚拟地址空间中 内核空间 和 用户空间 均占 128T，可对应的空间在物理内存中占多少？
这似乎没有一个明晰的答案北京linux培训，因为 内核空间 和 用户空间 共享同一个物理内存。 但我们平常开发时（Kafka、ES）经常接触到 Page Cache，同时希望能分配更多显存给 Page Cache。 要么限制 Page Cache 的大小，要么限制应用程序的大小。 一般我们都选择限制应用程序，举个栗子： 安装 ES 在 8C16G 机子下，设置最大和最小堆显存为 8G，-Xms8g -Xmx8g。目的就是留一半显存给 Page Cache。
下面注重来介绍 Page Cache 与 Swap。
Page Cache 页缓存
Page cache：也叫页缓冲 或 文件缓冲，也叫 ES 中的 filesystem cache。
问题：为什么须要Page Cache？
举个栗子：写文件
调用 write(2)函数，写入 Page Cache后就返回，内核会手动刷盘（把 Page Cache 中数据写入c盘）。
来看张神图，应用程序形成 Page Cache 的逻辑示意图：
从图中可知：
Page Cache是内核管理的显存，属于内核不属于用户。有两种形式可以形成 Page Cache：标准I/O（Buffered I/O） 和 MMAP（Memory-Mapped I/O）Linux I/O 有 3 种形式：标准I/O、MMAP 和 Direct I/O
要剖析此图，我们还须要先了解 Linux IO 栈：
虚拟文件系统（VFS） ：对各类文件系统的一个具象，它为各类文件系统提供了一个通用的插口。块层（Block I/O） ：管理块设备的 IO 队列，对 IO 请求进行合并、排序。设备驱动（Device Driver） ：操作储存介质。
再看 Linux I/O 3 种形式，这里做了简化：
问题：为什么上张图里有VFS，这图改为File System文件系统？回答：VFS 就像插口，定义好插口，其他人就来实现就行。File System文件系统更为具体化。举个栗子：open() 函数，可以以特定的文件描述符打开某一个文件。使用：fd = open("myfile", O_RDWR | O_CREAT | O_SYNC | O_DIRECT, S_IRUSR | S_IWUSR);
这里注重再介绍下 Direct I/O： 是指跳过操作系统的页缓存，直接跟文件系统交互来访问文件。
想要实现直接 I/O，需要在系统调用中，指定 O_DIRECT 标识。
官方文档
官方文档中的说明，主要彰显了 3 点：
缺点： 这种方法会增加性能。（磁盘读写、磁盘寻道等。）特殊应用场景： 应用程序自己管理缓存，文件I/O直接对接用户空间缓冲区。（对开发者能力要求高）不保证同步： 不能确保每次写入都同步数据到c盘，还是须要设置 O_SYNC 标识或则自动 fsync。
Tips：Java基本库不支持Direct I/O，若想使用需引入JNA包。
Swap 交换区
Swap 说白了就是把一块c盘空间或则一个本地文件（以下讲解以c盘为例），当成显存来使用。
Swap 把这种不常访问的显存先写到c盘中，然后释放那些显存，给其他更需要的进程使用。再次访问那些显存时linux swap空间释放，重新从c盘读入显存就可以了。
问题：为什么一些中间件都建议关掉Swap？
性能问题： 例如 ES，与 JVM 的 GC 相关。GC会遍历所用到的堆的显存，如果有部门显存被 Swap 到c盘，那么 GC 遍历时侯才会去查c盘arm linux，磁盘 IO 又很慢，这都会造成应用程序 STW 假死一段时间。
ES文档
管理问题： 例如 K8slinux swap空间释放，开启 Swap后通过 Cgroups 设置的显存上限都会失效。
