关于Linux系统安装中Swap分区的解释

系统 Linux
Swap分区,即交换区,Swap空间的作用可简单描述为:当系统的物理内存不够用的时候,就需要将物理内存中的一部分空间释放出来,以供当前运行 的程序使用。那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程序,这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中,等到那些程序要运行时,再从 Swap中恢复保存的数据到内存中……

Swap分区,即交换区,Swap空间的作用可简单描述为:当系统的物理内存不够用的时候,就需要将物理内存中的一部分空间释放出来,以供当前运行 的程序使用。那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程序,这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中,等到那些程序要运行时,再从 Swap中恢复保存的数据到内存中。这样,系统总是在物理内存不够时,才进行Swap交换。其实,Swap的调整对Linux服务器,特别是Web服务器 的性能至关重要。通过调整Swap,有时可以越过系统性能瓶颈,节省系统升级费用。

众所周知,现代操作系统都实现了“虚拟内存”这一技术,不但在功能上突破了物理内存的限制,使程序可以操纵大于实际物理内存的空间,更重要的是,“虚拟内存”是隔离每个进程的安全保护网,使每个进程都不受其它程序的干扰。

计算机用户会经常遇这种现象。例如,在使用Windows系统时,可以同时运行多个程序,当你切换到一个很长时间没有理会的程序时,会听到硬盘“哗哗” 直响。这是因为这个程序的内存被那些频繁运行的程序给“偷走”了,放到了Swap区中。因此,一旦此程序被放置到前端,它就会从Swap区取回自己的数 据,将其放进内存,然后接着运行。

需要说明一点,并不是所有从物理内存中交换出来的数据都会被放到Swap中(如果这样的话,Swap就会不堪重负),有相当一部分数据被直接交换到文件 系统。例如,有的程序会打开一些文件,对文件进行读写(其实每个程序都至少要打开一个文件,那就是运行程序本身),当需要将这些程序的内存空间交换出去 时,就没有必要将文件部分的数据放到Swap空间中了,而可以直接将其放到文件里去。如果是读文件操作,那么内存数据被直接释放,不需要交换出来,因为下 次需要时,可直接从文件系统恢复;如果是写文件,只需要将变化的数据保存到文件中,以便恢复。但是那些用malloc和new函数生成的对象的数据则不 同,它们需要Swap空间,因为它们在文件系统中没有相应的“储备”文件,因此被称作“匿名”(Anonymous)内存数据。这类数据还包括堆栈中的一 些状态和变量数据等。所以说,Swap空间是“匿名”数据的交换空间。

突破128M Swap限制

经常看到有些Linux(国内汉化版)安装手册上有这样的说明:Swap空间不能超过128M。为什么会有这种说法?在说明“128M”这个数字的来历之前,先给问题一个回答:现在根本不存在128M的限制!现在的限制是2G!

Swap空间是分页的,每一页的大小和内存页的大小一样,方便Swap空间和内存之间的数据交换。旧版本的Linux实现Swap空间时,用Swap空 间的***页作为所有Swap空间页的一个“位映射”(Bit map)。这就是说***页的每一位,都对应着一页Swap空间。如果这一位是1,表示此页Swap可用;如果是0,表示此页是坏块,不能使用。这么说来, ***个Swap映射位应该是0,因为,***页Swap是映射页。另外,***10个映射位也被占用,用来表示Swap的版本(原来的版本是 Swap_space ,现在的版本是swapspace2)。那么,如果说一页的大小为s,这种Swap的实现方法共能管理“8 * ( s - 10 ) - 1”个Swap页。对于i386系统来说s=4096,则空间大小共为133890048,如果认为1 MB=2^20 Byte的话,大小正好为128M。

Swap配置对性能的影响

分配太多的Swap空间会浪费磁盘空间,而Swap空间太少,则系统会发生错误。

如果系统的物理内存用光了,系统就会跑得很慢,但仍能运行;如果Swap空间用光了,那么系统就会发生错误。例如,Web服务器能根据不同的请求数量衍 生出多个服务进程(或线程),如果Swap空间用完,则服务进程无法启动,通常会出现“application is out of memory”的错误,严重时会造成服务进程的死锁。因此Swap空间的分配是很重要的。

通常情况下,Swap空间应大于或等于物理内存的大小,最小不应小于64M,通常Swap空间的大小应是物理内存的2-2.5倍。但根据不同的应用,应 有不同的配置:如果是小的桌面系统,则只需要较小的Swap空间,而大的服务器系统则视情况不同需要不同大小的Swap空间。特别是数据库服务器和Web 服务器,随着访问量的增加,对Swap空间的要求也会增加,具体配置参见各服务器产品的说明。

另外,Swap分区的数量对性能也有很大的影响。因为Swap交换的操作是磁盘IO的操作,如果有多个Swap交换区,Swap空间的分配会以轮流的方 式操作于所有的Swap,这样会大大均衡IO的负载,加快Swap交换的速度。如果只有一个交换区,所有的交换操作会使交换区变得很忙,使系统大多数时间 处于等待状态,效率很低。用性能监视工具就会发现,此时的CPU并不很忙,而系统却慢。这说明,瓶颈在IO上,依靠提高CPU的速度是解决不了问题的。

建立一个有连续空间的空白文件

服务器的物理内存是512MB,按照1.5~2倍原则,我将swap文件设置为1GB。

  1. #root @aliyun :/srv# dd if=/dev/zero of=SWAPFILE bs=1024 count=1048576 1048576+0 records in 1048576+0 records out 1073741824 bytes (1.1 GB) copied, 59.7957 s, 18.0 MB/s  
  2. #root@aliyun :/srv# dd if=/dev/zero of=SWAPFILE bs=1024 count=1048576 
  3. 1048576+0 records in  
  4. 1048576+0 records out  
  5. 1073741824 bytes (1.1 GB) copied, 59.7957 s, 18.0 MB/s 

使用swap文件

使用swapon命令让系统使用这个文件作为swap文件。但是这个文件不能直接使用,否则会报错:

  1. root @aliyun :/srv# swapon swapfile swapon: /srv/swapfile: read swap header failed: Invalid argument  
  2. root@aliyun:/srv# swapon swapfile  
  3. swapon: /srv/swapfile: read swap header failed: Invalid argument  

必须先使用mkswap将文件格式化成swap格式(不知道为什么会少了4KB):

  1. root @aliyun :/srv# mkswap SWAPFILE 1048576 Setting up swapspace version 1, size = 1048572 KiB no label, UUID=1aaed031-33ef-479b-a9a4-2f008a7bbb2f  
  2. root@aliyun:/srv# mkswap SWAPFILE 1048576  
  3. Setting up swapspace version 1, size = 1048572 KiB  
  4. no label, UUID=1aaed031-33ef-479b-a9a4-2f008a7bbb2f  

使用格式化完毕的文件:

  1. root @aliyun :/srv# swapon SWAPFILE  
  2. root@aliyun:/srv# swapon SWAPFILE  

查看文件使用情况:

  1. root@aliyun:/srv# swapon -s Filename Type Size Used Priority /srv/SWAPFILE file 1048572 95852 -1  
  2. root@aliyun:/srv# swapon -s  
  3. Filename                                Type            Size    Used    Priority  
  4. /srv/SWAPFILE                           file            1048572 95852   -1  

加入自动启用

为避免重启后swapfile生效,可以将启用swap的代码加入启动文件中,对于ubuntu server,编辑/etc/rc.local文件,加入以下内容(具体文件路径自定):

  1. swapon /srv/SWAPFILE  
  2. swapon /srv/SWAPFILE  

或者

修改/etc/fstab文件,加入以下内容:

  1. /srv/SWAPFILE swap swap defaults 0 0  
  2. /srv/SWAPFILE   swap    swap    defaults        0       0  

 原文链接:http://my.oschina.net/renguijiayi/blog/299150

责任编辑:牛小雨 来源: 壬癸甲乙的博客
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