Linux-Swap交换空间

Linux Swap 交换空间笔记

Linux swap 交换空间

swap space是磁盘上的一块区域，可以是一个分区，也可以是一个文件，或者是他们的组合。

简单点说，当系统物理内存吃紧时，Linux 会将内存中不常访问的数据保存到 swap 上，这样系统就有更多的物理内存为各个进程服务，而当系统需要访问 swap 上存储的内容时，再将 swap 上的数据加载到内存中，这就是我们常说的 swap out 和 swap in。

设置swap带来的好处

对于一些大型的应用程序(如LibreOffice、video editor等)，在启动的过程中会使用大量的内存，但这些内存很多时候只是在启动的时候用一下，后面的运行过程中很少再用到这些内存。有了swap后，系统就可以将这部分不这么使用的内存数据保存到swap上去，从而释放出更多的物理内存供系统使用。
很多发行版(如ubuntu)的休眠功能依赖于swap分区，当系统休眠的时候，会将内存中的数据保存到swap分区上，等下次系统启动的时候，再将数据加载到内存中，这样可以加快系统的启动速度，所以如果要使用休眠的功能，必须要配置swap分区，并且大小一定要大于等于物理内存
在某些情况下，物理内存有限，但又想运行耗内存的程序怎么办？这时可以通过配置足够的swap空间来达到目标，虽然慢一点，但至少可以运行。
虽然大部分情况下，物理内存都是够用的，但是总有一些意想不到的状况，比如某个进程需要的内存超过了预期，或者有进程存在内存泄漏等，当内存不够的时候，就会触发内核的OOM killer，根据OOM killer的配置，某些进程会被kill掉或者系统直接重启（默认情况是优先kill耗内存最多的那个进程），不过有了swap后，可以拿swap当内存用，虽然速度慢了点，但至少给了我们一个去debug、kill进程或者保存当前工作进度的机会。
Linux系统会尽可能多的将空闲内存用于cache，以加快系统的I/O速度，所以如果能将不怎么常用的内存数据移动到swap上，就会有更多的物理内存用于cache，从而提高系统整体性能。

设置swap的弊端

swap 是存放在磁盘上的，磁盘的速度和内存比较起来慢了好几个数量级，如果不停的读写swap，那么对系统的性能肯定有影响，尤其是当系统内存很吃紧的时候，读写swap空间发生的频率会很高，导致系统运行很慢，像死了一样，这个时候添加物理内存是唯一的解决办法。

由于系统会自动将不常用的内存数据移到swap上，对桌面程序来说，有可能会导致最小化一个程序后，再打开时小卡一下，因为需要将swap上的数据重新加载到内存中来。

swap分区和swap文件

Linux下有两种类型的swap空间，swap分区和swap文件，他们有各自的特点：
1、swap 分区上面由于没有文件系统，所以相当于内核直接访问连续的磁盘空间，效率相对要高点，但由于swap分区一般安装系统时就分配好了了，后期要缩减空间和扩容都很不方便。
2、swap 文件放在指定分区的文件系统里面，所以有可能受文件系统性能的影响，但据说2.6版本以后的内核可以直接访问swap文件对应的物理磁盘地址，相当于跳过了文件系统直接访问磁盘，不过如果swap文件在磁盘上的物理位置不连续时，还是会对性能产生不利影响，但其优点就是灵活，随时可以增加和移除swap文件。

设置swap

swap大小设置多少？

下面是 ubuntu 给出的建议：

当物理内存小于1G且不需要休眠时，设置和内存同样大小的swap空间即可；当需要休眠时，建议配置两倍物理内存的大小，但最大值不要超过两倍内存大小
当物理内存大于1G且不需要休眠时，建议大小为round(sqrt(RAM))，其中RAM为物理内存大小；当需要休眠时，建议大小是RAM+round(sqrt(RAM))，但最大值不要超过两倍内存大小
如果两倍物理内存大小的swap空间还不够用，建议增加内存而不是增加swap

查看swap交换空间

`free` 命令查看总swap使用情况

使用 free 命令可查看 swap 大小和使用情况，但看不到具体的交换文件是哪个。

$ free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           3711        2019         166         480        1525         836
Swap:           819         222         597

`swapon -s` 查看每个swap使用情况

swapon -s 命令可以看到每个交换文件的使用情况

$ swapon -s
文件名             类型      大小    已用   权限
/dev/nvme0n1p2  partition    839676    227688    -1

`/proc/swaps` 文件

其实 swapon -s 命令查看的是 /proc/swaps 文件的内容，等价于：
cat /proc/swaps

$ cat /proc/swaps
Filename                Type        Size    Used    Priority
/swapfile1                              file        1048572    142592    -2

添加交换分区

添加一个交换分区，步骤如下：
1、使用 fdisk 来创建交换分区（假设 /dev/sdb2 是创建的交换分区）
2、使用 mkswap 命令来设置交换分区：
mkswap /dev/sdb2
注意：指定分区上的所有数据会丢失。

3、启用交换分区：
swapon /dev/sdb2

4、写入/etc/fstab，以便在系统启动时自动加载交换分区：
/dev/sdb2 none swap defaults 0 0

添加交换文件

添加一个交换文件，步骤如下：
1、创建大小为 2G 的交换文件
sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile1 bs=1M count=2048

$ sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile2 bs=1M count=2048
记录了2048+0 的读入
记录了2048+0 的写出
2147483648字节(2.1 GB)已复制，30.7174 秒，69.9 MB/秒

2、修改文件的权限，避免其他用户对这个文件进行误操作:
sudo chmod 600 /swapfile1

3、使用 mkswap 命令来设置交换文件：
sudo mkswap /swapfile1

sudo mkswap /swapfile1
正在设置交换空间版本 1，大小 = 1048572 KiB
无标签，UUID=b30e9371-0e0b-40b4-bd85-624aeb173aa1

4、启用交换文件：
sudo swapon /swapfile1

5、写入 /etc/fstab，以便在系统启动时自动加载交换文件：
/swapfile1 none swap defaults 0 0

$ cat /etc/fstab
#
LABEL=/     /           ext4    defaults,noatime  1   1
tmpfs       /dev/shm    tmpfs   defaults        0   0
devpts      /dev/pts    devpts  gid=5,mode=620  0   0
sysfs       /sys        sysfs   defaults        0   0
proc        /proc       proc    defaults        0   0
/swapfile1 none swap defaults 0 0

新添了交换分区并启用它之后，请查看 cat /proc/swaps 或 free 或 swapon -s 命令的输出来确保交换分区已被启用了。

$ free -m
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:           481        469         12          0         44        353
-/+ buffers/cache:         71        410
Swap:         1023          0       1023
$ swapon -s
文件名                类型        大小    已用    权限
/swapfile1  file    1048572    0    -2

删除交换文件

如果要删除一个交换文件，必须先停用它。
作为root运行：
swapoff -a
-a 即关闭配置文件“/etc/fstab”中所有的交换空间。

然后即可删除它：
rm -rf /swapfile

当然我们还需要修改 /etc/fstab，否则下次重启后，系统又会重新挂载相应的swap分区和文件
最后从 /etc/fstab 中删除相关条目

如何增大交换空间/文件？

交换空间不够用时，如何扩大？
按照添加交换文件的步骤，再添加一个 /swapfile2 文件并设置为交换文件，再启用即可，
系统就会同时使用 swapfile1 和 swapfile2 这两个交换文件，总的交换空间大小是这两个文件大小之和。

Linux交换空间（swap space）
https://segmentfault.com/a/1190000008125116

Swap (简体中文)
https://wiki.archlinux.org/index.php/Swap_(%E7%AE%80%E4%BD%93%E4%B8%AD%E6%96%87)

vm.swappiness

swappiness 的值的大小对如何使用 swap 分区是有着很大的联系的。swappiness=0 的时候表示最大限度使用物理内存，然后才是 swap 空间，swappiness＝100 的时候表示积极的使用 swap 分区，并且把内存上的数据及时的搬运到 swap 空间里面。
查看 swappiness 的值 cat /proc/sys/vm/swappiness，centos 7 中默认是 30

$ cat /proc/sys/vm/swappiness
30

swappiness 的值为 30 的意思是，内存在使用到 100-30=70% 的时候，就开始出现有交换分区的使用。

内存的速度会比磁盘快很多，这样子会加大系统 IO，同时造的成大量页的换进换出，严重影响系统的性能，所以我们在操作系统层面，要尽可能使用内存，对该参数进行调整。

临时调整的方法如下，我们调成 10：

sysctl vm.swappiness=10
#vm.swappiness=10
cat /proc/sys/vm/swappiness
#10

系统重启后会回复默认值。

要想永久调整的话，需要在 /etc/sysctl.conf 修改，加上：

# Controls the maximum number of shared memory segments, in pages
kernel.shmall = 4294967296 #这一个可以不用设置
vm.swappiness = 10

然后使生效 sudo sysctl -p

当前位置 : 首页 » 文章分类 : 开发 » Linux-Swap交换空间

Linux-Swap交换空间