内存碎片是指已经分配的内存块之间出现未被利用的空间，这种空间会导致内存利用率降低，从而影响系统的性能和稳定性。
内存碎片产生的原因
主要有以下几种：
频繁的内存分配和释放：由于内存分配和释放不均衡，容易导致一些小的碎片不同大小的内存分配：当系统中分配的内存大小不一致时，也会导致碎片内存对齐的问题：当内存分配时没有对齐，也会导致碎片如何避免内存碎片？
可以采用以下策略：
内存池：使用内存池可以减少频繁的内存分配和释放，从而避免碎片的产生。统一内存分配方式：使用相同的内存分配方式可以避免不同大小的内存分配。对齐内存分配：通过对齐内存分配，可以减少内存碎片的产生。使用内存压缩算法：内存压缩算法可以将内存中的碎片进行整理，从而减少碎片。避免内存泄漏：内存泄漏会导致一些内存无法释放，也会导致碎片的产生。综上所述，避免内存碎片需要注意内存分配的方式、内存对齐及防止内存泄露。
从实践来讲，两种方法可以减少内存碎片。
1）回收内存，减少碎片
2）压缩碎片
在长时间运行的Linux操作系统中，系统日志有时会出现无法分配高阶内存的报错信息：
Aug 4 22:58:15 server1 kernel: : [69229257.683658] xenwatch: page allocation failure. order:4, mode:0xd0
Aug 4 22:58:15 server1 kernel: : [69229257.683665] Pid: 168, comm: xenwatch Tainted: GF --------------- 2.6.32-358.23.2.el5.x86_64 #1
Aug 4 22:58:15 server1 kernel: : [69229257.683672] Call Trace:
Aug 4 22:58:15 server1 kernel: : [69229257.683688] [
Aug 4 22:58:15 server1 kernel: : [69229257.683697] [
Aug 4 22:58:15 server1 kernel: : [69229257.683706] [
进一步查看的系统内存(cache多可能是io导致的，为了提高io效率留下的缓存，这部分内存实际是可以释放的)：
此时使用cat /proc/buddyinfo观察内存order分配情况，可以看到内存碎片化严重（大量的低阶内存页，但是几乎没有高阶内存页，0多表示伙伴系统没有大块内存了）
# cat /proc/buddyinfo
Node 0, zone DMA 2 2 2 1 2 1 1 0 0 0 2
Node 0, zone DMA32 32995 4377 762 211 157 108 68 23 3 0 0
Node 0, zone Normal 127146 68215 1614 0 0 0 0 0 0 0 1
处理的方法主要采用drop_caches（抛弃缓存），然后使用compact_memory合并低阶内存页来创造出足够的高阶内存页。
drop_caches
Linux Kernel 2.6.16之后的内核提供了一个设置内核抛弃 页缓存 和/或 目录(dentry)和索引节点（inode）缓存，这样可以释放出大量内存。
### 释放页缓存
echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches
### 释放目录和索引节点缓存（inode and dentry cache）
echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches
### 同时释放 页、目录、索引节点缓存：
echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
上述操作是无害的操作，并且智慧释放完全没有使用的内存对象。脏对象（dirty objects）将继续被使用直到它们被写入到磁盘中，所以内存脏对象不会被释放。不过，如果在执行drop_caches之前执行sync指令，则会将脏对象刷新到磁盘中，这样drop_caches操作会释放出更多内存。
注意：drop_caches需要花费一些时间（在终端中可以看到大约几十秒时间），此时再次使用cat /proc/buddyinfo可以看到立即出现了大量高阶内存页。
但是drop_caches这个触发动作是一次性的，也就是说，并不因为cat /proc/sys/vm/drop_caches时显示输出内容是3就表示系统不缓存内容。相反，一旦完成drop_caches，系统立即自动对后续内存对象进行缓存。所以要再次触发缓存清理，需要再次执行 echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches。
如果重复echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches不能再次释放缓存，可以先尝试echo 0 > /proc/sys/vm/drop_caches然后再执行echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches。
compact_memory
当内核编译参数设置了CONFIG_COMPACTION，就会在/proc/sys/vm/compact_memory有入口文件。将1写入到这个文件，则所有的zones就会进行压缩，以便能够尽可能地提供连续内存块。对于需要分配大页的时候这个功能非常重要，不过，进程会在需要时直接进行内存压缩（compact memory）。
实际操作案例
清理缓存前检测
#cat /proc/buddyinfo
Node 0, zone DMA 2 2 2 1 2 1 1 0 0 0 2
Node 0, zone DMA32 32995 4377 762 211 157 108 68 23 3 0 0
Node 0, zone Normal 127146 68215 1614 0 0 0 0 0 0 0 1
执行缓存释放
# echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
清理缓存后检测
# cat /proc/buddyinfo
Node 0, zone DMA 2 2 2 1 2 1 1 0 0 0 2
Node 0, zone DMA32 76826 65298 43784 20780 5272 616 90 32 4 0 0
Node 0, zone Normal 524538 365499 176074 45644 4338 140 6 0 0 0 1
开始执行压缩
# echo 1 > /proc/sys/vm/compact_memory
然后再次检查内存页分布，可以看到逐渐出现更多的高阶内存页
# cat /proc/buddyinfo
Node 0, zone DMA 2 2 2 1 2 1 1 0 0 0 2
Node 0, zone DMA32 18217 13464 8621 4666 2654 2087 1609 1040 517 130 3
Node 0, zone Normal 145048 131183 76864 38454 20405 11854 5149 1143 96 3