Linux swap分区

Linux swap分区教程

Linux 中的 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。

Linux swap分区详解

为什么需要swap

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。

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。

swap缺点

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大小配置

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。

怎么配置swap

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：

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。

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。

查看swap

查看系统中，已经配置的 swap，可以使用 free 命令，具体命令如下：

free -m

运行后，终端输出如下：

15_Linux swap分区.png

我们看到，输出了 swap 分区的大小，我们也可以使用 swapon 命令查看系统中在用的 swap，具体命令如下：

swapon -s

运行后，终端输出如下：

16_Linux swap分区.png

这里，输出了当前正在使用的 swap 分区的大小，如果配置有多个 swap 分区或者文件的话，这里将会有多行，每行代表一个正在被系统使用的 swap 分区或文件，下面是每个字段的意思：

参数	描述
Filename	如果 swap 类型是分区，这里将是分区的路径，如果 swap 类型是文件，这里将是文件的路径。
Type	swap 的类型，partition 代表这是一个 swap 分区，file 代表这是一个 swap 文件。
Size	swap 的大小，单位是 k。
Used	已经被使用的大小。
Priority	优先级，优先级高的 swap 将会被优先使用，同等优先级的 swap 将会被均匀的使用（round-robin算法），优先级可以通过 “swapon -p” 命令来设置。

查看swap in/out

并不是 swap 空间占用多就一定性能下降，真正影响性能是 swap in 和 out 的频率，频率越高，对系统的性能影响越大，我们可以通过 vmstat 命令来查看 swap in/out 的频率，具体命令如下：

vmstat

运行后，终端输出如下：

17_Linux swap分区.png

我们看到，我们使用了 vmstat 命令，查看了 swap 信息。

添加swap分区

在添加 swap 分区前，首先得有一个空闲的分区，如果是一块新的磁盘，可以用 fdisk 来创建一个新的分区用于 swap，具体添加 swap 分区的流程如下：

# 本例中将使用/dev/sdb1这个分区
sudo fdisk -l /dev/sdb

# 创建swap分区
sudo mkswap /dev/sdb1

# 查看系统中现在正在使用的swap，以便于和添加后做比较
swapon -s

# 将新的分区加入到系统中
sudo swapon /dev/sdb1

取消swap

如果经过深思熟虑之后，确定不再需要 swap，那么可以将所有的swap分区和文件从系统中移除，具体命令如下：

# 停掉所有系统正在使用的swap
sudo swapoff -a

优化swap性能

尽量使用 swap 分区，相对于 swap 文件来说，分区肯定是连续的物理磁盘空间，而 swap 文件有可能不是。将 swap 分区和系统所在的分区放在不同的磁盘上，这样就不会和系统盘抢同一个磁盘的 I/O 带宽。

如果有多块磁盘的话，可以在每个盘上创建一个 swap 分区，并且将它们的优先级设置的一样，这样内核就会平均的访问这些 swap 分区，性能相当于原来的N倍(这里 N 是磁盘的数量)。

不过话又说回来了，如果频繁的访问 swap 的话，怎么优化 swap 都没用，跟内存比还是低几个数量级，性能还是下降的厉害，如果不频繁访问 swap 的话，优化 swap 又有啥意义呢？所以其实优化 swap 性能的实际意义不大，这里了解一下就好。

配置swappiness

有时我们桌面环境确实配置了比较充裕的内存，并且也配置了 swap 空间，这个时候就希望尽量减少 swap 空间的使用，避免对系统性能造成影响，Linux 早就帮我们考虑到这种情况了，在 2.6 内核中，增加了一个叫做 swappiness 的参数，用于配置需要将内存中不常用的数据移到 swap 中去的紧迫程度。这个参数的取值范围是 0 ～ 100，0 告诉内核尽可能的不要将内存数据移到 swap 中，也即只有在迫不得已的情况下才这么做，而 100 告诉内核只要有可能，尽量的将内存中不常访问的数据移到 swap 中。

Ubuntu 的 desktop 和 server 的默认配置都是 60(可能会随着版本变化)，对于桌面环境来说，界面的响应速度直接关系到系统的流畅程度，如果内存比较充裕的话，可以将这个值设置的小一点，这样就尽可能的把数据留在内存中，从而唤醒后台界面程序会更快一些，Ubuntu desktop 建议将该值设置为 10，当然大家可以根据 swap 空间的实际使用情况，任意调整这个参数，直到自己满意的水平为止。对于服务器来说，主要性能衡量标准是整体的处理能力，而不是具体某一次的响应速度，能把更多的内存用来做 I/O cache 可能效果更好，所以 Ubuntu server 建议保持 60 的默认值。

我们可以使用如下命令，查看当前系统中 swappiness 的值：

cat /proc/sys/vm/swappiness

运行后，终端输出如下：

18_Linux swap分区.png

修改当前系统中 swappiness 的值:

sudo sysctl vm.swappiness=10

上面通过 sysctl 修改的 swappiness 值在系统重启后会失效，要想重启后继续生效，需要修改配置文件 /etc/sysctl.conf，将下面这行修改成 10，如果文件中找不到这行的话，在文件末位加上这行就可以了：

vm.swappiness=10

Linux swap分区总结

Linux 中的 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。