swap簡(jiǎn)介

swap是啥

首先，swap是硬盤上的一塊空間真屯。

其次脸候，當(dāng)內(nèi)存沒有多余空間的時(shí)候，可以將一部分?jǐn)?shù)據(jù)交換到swap空間。也就是將內(nèi)存中的一部分?jǐn)?shù)據(jù)放到硬盤中运沦，并釋放內(nèi)存空間泵额。這樣，釋放出的內(nèi)存空間就又可以被利用來存儲(chǔ)其他數(shù)據(jù)了携添。

這樣嫁盲，本來只有4G的內(nèi)存，如果swap有2G的話烈掠，可使用的內(nèi)存可以認(rèn)為是6G羞秤。

但是，硬盤的速度比內(nèi)存慢太多太多了向叉。因此swap只是對(duì)內(nèi)存的一種補(bǔ)充锥腻，是在內(nèi)存不足時(shí)對(duì)內(nèi)存的擴(kuò)充，但是不能代替內(nèi)存使用母谎。

swap與內(nèi)存的交換策略

內(nèi)存不足時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)選擇最久沒被使用的內(nèi)存數(shù)據(jù)京革，交換到swap空間奇唤。

注意，交換操作是由操作系統(tǒng)來進(jìn)行的匹摇。

什么時(shí)候使用swap

系統(tǒng)在什么情況或條件下才會(huì)使用Swap分區(qū)的空間呢咬扇？ 其實(shí)是Linux通過一個(gè)參數(shù)swappiness來控制的。當(dāng)然還涉及到復(fù)雜的算法廊勃。

這個(gè)參數(shù)值可為 0-100懈贺，控制系統(tǒng) swap 的使用程度。

0告訴內(nèi)核盡可能的不要將內(nèi)存數(shù)據(jù)移到swap中坡垫，也即只有在迫不得已的情況下才這么做梭灿，而100告訴內(nèi)核只要有可能，盡量的將內(nèi)存中不常訪問的數(shù)據(jù)移到swap中冰悠。默認(rèn)值為 60堡妒。注意：這個(gè)只是一個(gè)權(quán)值，不是一個(gè)百分比值溉卓，涉及到系統(tǒng)內(nèi)核復(fù)雜的算法

查看當(dāng)前系統(tǒng)中swappiness的值

cat /proc/sys/vm/swappiness

修改當(dāng)前系統(tǒng)中swappiness的值

sudo sysctl vm.swappiness=10

上面通過sysctl修改的swappiness值在系統(tǒng)重啟后會(huì)失效皮迟，要想重啟后繼續(xù)生效，需要修改配置文件/etc/sysctl.conf桑寨，將下面這行修改成10伏尼，如果文件中找不到這行的話，在文件末位加上這行就可以了

vm.swappiness=10

swap設(shè)置

swap大小

既然配置swap對(duì)桌面系統(tǒng)有幫助尉尾，那么配置多少大小的swap比較合適呢爆阶？下面是ubuntu給出的建議：

• 當(dāng)物理內(nèi)存小于1G且不需要休眠時(shí)，設(shè)置和內(nèi)存同樣大小的swap空間即可；當(dāng)需要休眠時(shí)扰她，建議配置兩倍物理內(nèi)存的大小兽掰，但最大值不要超過兩倍內(nèi)存大小
• 當(dāng)物理內(nèi)存大于1G且不需要休眠時(shí)，建議大小為round(sqrt(RAM))徒役，其中RAM為物理內(nèi)存大心蹙　；當(dāng)需要休眠時(shí)忧勿，建議大小是RAM+round(sqrt(RAM))杉女，但最大值不要超過兩倍內(nèi)存大小
• 如果兩倍物理內(nèi)存大小的swap空間還不夠用，建議增加內(nèi)存而不是增加swap

開啟/關(guān)閉swap

Linux下有兩種類型的swap空間鸳吸，swap分區(qū)和swap文件熏挎，他們有各自的特點(diǎn)：

swap分區(qū)上面由于沒有文件系統(tǒng)，所以相當(dāng)于內(nèi)核直接訪問連續(xù)的磁盤空間晌砾，效率相對(duì)要高點(diǎn)坎拐，但由于swap分區(qū)一般安裝系統(tǒng)時(shí)就分配好了了，后期要縮減空間和擴(kuò)容都很不方便养匈。

swap文件放在指定分區(qū)的文件系統(tǒng)里面哼勇，所以有可能受文件系統(tǒng)性能的影響，但據(jù)說2.6版本以后的內(nèi)核可以直接訪問swap文件對(duì)應(yīng)的物理磁盤地址呕乎，相當(dāng)于跳過了文件系統(tǒng)直接訪問磁盤积担，不過如果swap文件在磁盤上的物理位置不連續(xù)時(shí)，還是會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生不利影響猬仁，但其優(yōu)點(diǎn)就是靈活帝璧，隨時(shí)可以增加和移除swap文件。

查看系統(tǒng)中已經(jīng)配置的swap

dev@dev:~$ swapon -s
Filename                Type        Size    Used    Priority
/dev/dm-1               partition   524284  0       -1

#注：如果沒有任何輸出的話湿刽，說明沒有swap

如果配置有多個(gè)swap分區(qū)或者文件的話的烁，這里將會(huì)有多行，每行代表一個(gè)正在被系統(tǒng)使用的swap分區(qū)或文件叭爱，下面是每個(gè)字段的意思：

• Filename：如果swap類型是分區(qū)撮躁，這里將是分區(qū)的路徑，如果swap類型是文件买雾，這里將是文件的路徑
• Type：swap的類型把曼，partition代表這是一個(gè)swap分區(qū)，file代表這是一個(gè)swap文件
• Size：swap的大小漓穿，單位是k嗤军，這里524284表示的差不多是512M
• Used：已經(jīng)被使用的大小，這里0表示還沒有被使用到
• Priority：優(yōu)先級(jí)晃危，優(yōu)先級(jí)高的swap將會(huì)被優(yōu)先使用叙赚，同等優(yōu)先級(jí)的swap將會(huì)被均勻的使用（round-robin算法）老客，優(yōu)先級(jí)可以通過“swapon -p”命令來設(shè)置

查看系統(tǒng)中swap in/out的情況

并不是swap空間占用多就一定性能下降，真正影響性能是swap in和out的頻率震叮，頻率越高胧砰，對(duì)系統(tǒng)的性能影響越大，我們可以通過vmstat命令來查看swap in/out的頻率

#參數(shù)2表示每?jī)擅虢y(tǒng)計(jì)一次苇瓣，si和so兩列就是每秒swap in和out的次數(shù)
dev@ubuntu:~$ vmstat 2
procs------------memory--------------swap----io-----system-----------cpu-----
 r b    swpd  free  buff cache      si so   bi bo   in  cs      us sy id wa st
 0 0    70232 75620 7940 209476     0  0    0  0    111 180     0  1  99 0  0
 0 0    70232 75620 7940 209476     0  0    0  0    116 186     1  1  99 0  0
 0 0    70228 75620 7940 209476     2  0    2  0    120 193     1  1  98 1  0
 0 0    70228 75620 7940 209476     0  0    0  0    117 186     0  0  100 0 0
 0 0    70228 75620 7940 209476     0  0    0  0    113 184     0  1  99 0  0

添加swap分區(qū)

在添加swap分區(qū)前尉间，首先得有一個(gè)空閑的分區(qū)，如果是一塊新的磁盤击罪，可以用fdisk來創(chuàng)建一個(gè)新的分區(qū)用于swap哲嘲。

注意：磁盤分區(qū)操作一定要小心，弄不好就會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失媳禁、系統(tǒng)掛掉的后果眠副。磁盤分區(qū)操作不是本篇要介紹的內(nèi)容，所以這里不會(huì)討論fdisk怎么用竣稽。

#本篇使用的測(cè)試環(huán)境是虛擬機(jī)囱怕，/dev/sdb是一塊新加的硬盤并且已經(jīng)用fdisk創(chuàng)建好了一個(gè)分區(qū)
#本例中將使用/dev/sdb1這個(gè)分區(qū)
dev@dev:~$ sudo fdisk -l /dev/sdb
Device     Boot Start     End Sectors Size Id Type
/dev/sdb1        2048 4194303 4192256   2G 83 Linux

#創(chuàng)建swap分區(qū)
dev@dev:~$ sudo mkswap /dev/sdb1
Setting up swapspace version 1, size = 2 GiB (2146430976 bytes)
no label, UUID=d69621de-618a-4bea-9a96-b8e8b0d0ea40

#查看系統(tǒng)中現(xiàn)在正在使用的swap，以便于和添加后做比較
dev@dev:~$ swapon -s
Filename                Type        Size    Used    Priority
/dev/dm-1                               partition   524284  0   -1

#將新的分區(qū)加入到系統(tǒng)中
dev@dev:~$ sudo swapon /dev/sdb1

#這時(shí)候可以看到新的swap分區(qū)已經(jīng)被加入到系統(tǒng)中了丧枪，并且優(yōu)先級(jí)比原來的要低
dev@dev:~$ swapon -s
Filename                Type        Size    Used    Priority
/dev/dm-1               partition   524284  0       -1
/dev/sdb1               partition   2096124 0       -2

#為了保證系統(tǒng)重啟后會(huì)自動(dòng)加載我們新的swap分區(qū)光涂，需要修改/etc/fstab文件
dev@dev:~$ sudo sh -c 'echo "/dev/sdb1 none  swap    sw   0    0" >> /etc/fstab'
#查看一下，確保寫入成功拧烦，這里的第一條是原來的系統(tǒng)的swap分區(qū)，第二條是我們剛添加的
dev@dev:~$ grep swap /etc/fstab
/dev/mapper/dev--vg-swap_1 none            swap    sw              0       0
/dev/sdb1 none  swap    sw   0    0

添加swap文件

添加swap文件就簡(jiǎn)單多了钝计，也沒有分區(qū)操作那么有風(fēng)險(xiǎn)恋博。

#先創(chuàng)建一個(gè)新的512M的文件，用來作為swap文件私恬，文件路徑可以隨便
#fallocate這個(gè)命令依賴于文件系統(tǒng)债沮，有些老的文件系統(tǒng)不支持這個(gè)命令，比如ext2本鸣，
#這種情況下可以用dd來實(shí)現(xiàn)同樣的效果：
#sudo dd if=/dev/zero of=/mnt/512MiB.swap bs=1024 count=524288
#fallocate和dd的區(qū)別在于：
#fallocate是先聲明這么多疫衩，然后在具體用到的時(shí)候文件系統(tǒng)才分配真正的物理磁盤空間，就是用一點(diǎn)分配一點(diǎn)荣德，
#而dd是一開始就實(shí)實(shí)在在的寫了512m的數(shù)據(jù)到物理磁盤空間闷煤。
#所以作為測(cè)試來說fallocate方便些，因?yàn)閯傞_始不用寫任何數(shù)據(jù)涮瞻，要快
dev@dev:~$ sudo fallocate -l 512m /mnt/512MiB.swap

#修改文件的權(quán)限鲤拿，避免其他用戶對(duì)這個(gè)文件進(jìn)行誤操作
dev@dev:~$ sudo chmod 600 /mnt/512MiB.swap

#格式化為swap文件
dev@dev:~$ sudo mkswap /mnt/512MiB.swap

#將新的文件加入到系統(tǒng)中
dev@dev:~$ sudo swapon /mnt/512MiB.swap

#這時(shí)候可以看到新的swap文件已經(jīng)被加入到系統(tǒng)中了，類型為file
#這里可以看到由于優(yōu)先級(jí)最高署咽，第一個(gè)swap分區(qū)/dev/dm-1已經(jīng)被使用了24K
dev@dev:~$ swapon -s
Filename                Type        Size    Used    Priority
/dev/dm-1               partition   524284  24      -1
/dev/sdb1               partition   2096124 0       -2
/mnt/512MiB.swap        file        524284  0       -3

#從free命令的輸出可以看到近顷，經(jīng)過前面兩輪添加swap分區(qū)和文件生音，
#現(xiàn)在系統(tǒng)的交換空間已經(jīng)變成3G(3144692K)了
dev@dev:~$ free
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:         500192       39112        9564        1996      451516      430820
Swap:       3144692          24     3144668

#同樣為了保證系統(tǒng)重啟后會(huì)自動(dòng)加載我們新的swap文件，需要修改/etc/fstab文件
dev@dev:~$ sudo sh -c 'echo "/mnt/512MiB.swap none  swap    sw   0    0" >> /etc/fstab'

關(guān)閉swap

#停掉所有系統(tǒng)正在使用的swap
dev@dev:~$ sudo swapoff -a

#swapon -s命令沒有任何輸出窒升，free命令顯示swap空間為0缀遍，說明swapoff成功
dev@dev:~$ swapon -s
dev@dev:~$ free
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:         500192       35924      348888        2004      115380      433924
Swap:             0           0           0

#當(dāng)然我們還需要修改/etc/fstab，否則下次重啟后饱须，系統(tǒng)又會(huì)重新掛載相應(yīng)的swap分區(qū)和文件
#使用自己喜歡的編輯器域醇，將/etc/fstab中跟swap相關(guān)的三行刪掉即可(本例中是三行，請(qǐng)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整)

如何查哪些進(jìn)程使用了Swap

通過如下命令冤寿，能查看所有進(jìn)程的使用swap情況

cat /proc/$(pid)/smaps

查看某個(gè)進(jìn)程swap占用內(nèi)存大小腳本：

grep "Swap" /proc/$pid/smaps | awk -F':' '{print $2}' | awk -F' ' 'BEGIN{sum=0}{if($1>0)sum+=$1} END{print sum}'

查看所有進(jìn)程使用swap情況腳本：

pids=$(cd /proc; ls | grep "^[0-9]")
for pid in $pids;
do
    if [[ $pid -lt 100 ]];then
        continue
    fi
    echo -n "pid=$pid====="
    grep "Swap" /proc/$pid/smaps | awk -F':' '{print $2}' | awk -F' ' 'BEGIN{sum=0}{if($1>0)sum+=$1} END{print sum}'
done

參考

• 調(diào)整linux內(nèi)核盡量用內(nèi)存歹苦，而不用swap
• linux 查看哪些進(jìn)程用了swap
• Linux交換空間（swap space）
• Linux 統(tǒng)計(jì)當(dāng)前所有進(jìn)程使用swap分區(qū)的情況