關於Linux系統安裝中Swap分區的解釋

Swap分區，即交換區，Swap空間的做用可簡單描述爲：當系統的物理內存不夠用的時候，就須要將物理內存中的一部分空間釋放出來，以供當前運行 的程序使用。那些被釋放的空間可能來自一些很長時間沒有什麼操做的程序，這些被釋放的空間被臨時保存到Swap空間中，等到那些程序要運行時，再從 Swap中恢復保存的數據到內存中。這樣，系統老是在物理內存不夠時，才進行Swap交換。其實，Swap的調整對Linux服務器，特別是Web服務器 的性能相當重要。經過調整Swap，有時能夠越過系統性能瓶頸，節省系統升級費用。

   衆所周知，現代操做系統都實現了「虛擬內存」這一技術，不但在功能上突破了物理內存的限制，使程序能夠操縱大於實際物理內存的空間，更重要的是，「虛擬內存」是隔離每一個進程的安全保護網，使每一個進程都不受其它程序的干擾。

   計算機用戶會常常遇這種現象。例如，在使用Windows系統時，能夠同時運行多個程序，當你切換到一個很長時間沒有理會的程序時，會聽到硬盤「嘩嘩」 直響。這是由於這個程序的內存被那些頻繁運行的程序給「偷走」了，放到了Swap區中。所以，一旦此程序被放置到前端，它就會從Swap區取回本身的數 據，將其放進內存，而後接着運行。

   須要說明一點，並非全部從物理內存中交換出來的數據都會被放到Swap中(若是這樣的話，Swap就會不堪重負)，有至關一部分數據被直接交換到文件 系統。例如，有的程序會打開一些文件，對文件進行讀寫(其實每一個程序都至少要打開一個文件，那就是運行程序自己)，當須要將這些程序的內存空間交換出去 時，就沒有必要將文件部分的數據放到Swap空間中了，而能夠直接將其放到文件裏去。若是是讀文件操做，那麼內存數據被直接釋放，不須要交換出來，由於下 次須要時，可直接從文件系統恢復；若是是寫文件，只須要將變化的數據保存到文件中，以便恢復。可是那些用malloc和new函數生成的對象的數據則不 同，它們須要Swap空間，由於它們在文件系統中沒有相應的「儲備」文件，所以被稱做「匿名」(Anonymous)內存數據。這類數據還包括堆棧中的一 些狀態和變量數據等。因此說，Swap空間是「匿名」數據的交換空間。

   突破128M Swap限制

   常常看到有些Linux(國內漢化版)安裝手冊上有這樣的說明：Swap空間不能超過128M。爲何會有這種說法？在說明「128M」這個數字的來歷以前，先給問題一個回答：如今根本不存在128M的限制！如今的限制是2G！

   Swap空間是分頁的，每一頁的大小和內存頁的大小同樣，方便Swap空間和內存之間的數據交換。舊版本的Linux實現Swap空間時，用Swap空 間的第一頁做爲全部Swap空間頁的一個「位映射」(Bit map)。這就是說第一頁的每一位，都對應着一頁Swap空間。若是這一位是1，表示此頁Swap可用；若是是0，表示此頁是壞塊，不能使用。這麼說來， 第一個Swap映射位應該是0，由於，第一頁Swap是映射頁。另外，最後10個映射位也被佔用，用來表示Swap的版本(原來的版本是 Swap_space ，如今的版本是swapspace2)。那麼，若是說一頁的大小爲s，這種Swap的實現方法共能管理「8 * ( s - 10 ) - 1」個Swap頁。對於i386系統來講s=4096，則空間大小共爲133890048，若是認爲1 MB=2^20 Byte的話，大小正好爲128M。

 Swap配置對性能的影響

   分配太多的Swap空間會浪費磁盤空間，而Swap空間太少，則系統會發生錯誤。

   若是系統的物理內存用光了，系統就會跑得很慢，但仍能運行；若是Swap空間用光了，那麼系統就會發生錯誤。例如，Web服務器能根據不一樣的請求數量衍 生出多個服務進程(或線程)，若是Swap空間用完，則服務進程沒法啓動，一般會出現「application is out of memory」的錯誤，嚴重時會形成服務進程的死鎖。所以Swap空間的分配是很重要的。

   一般狀況下，Swap空間應大於或等於物理內存的大小，最小不該小於64M，一般Swap空間的大小應是物理內存的2-2.5倍。但根據不一樣的應用，應 有不一樣的配置：若是是小的桌面系統，則只須要較小的Swap空間，而大的服務器系統則視狀況不一樣須要不一樣大小的Swap空間。特別是數據庫服務器和Web 服務器，隨着訪問量的增長，對Swap空間的要求也會增長，具體配置參見各服務器產品的說明。

   另外，Swap分區的數量對性能也有很大的影響。由於Swap交換的操做是磁盤IO的操做，若是有多個Swap交換區，Swap空間的分配會以輪流的方 式操做於全部的Swap，這樣會大大均衡IO的負載，加快Swap交換的速度。若是隻有一個交換區，全部的交換操做會使交換區變得很忙，使系統大多數時間 處於等待狀態，效率很低。用性能監視工具就會發現，此時的CPU並不很忙，而系統卻慢。這說明，瓶頸在IO上，依靠提升CPU的速度是解決不了問題的。

創建一個有連續空間的空白文件

服務器的物理內存是512MB，按照1.5~2倍原則，我將swap文件設置爲1GB。

#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

1 2 3 4

#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

使用swap文件

使用swapon命令讓系統使用這個文件做爲swap文件。可是這個文件不能直接使用，不然會報錯：

root @aliyun :/srv# swapon swapfile swapon: /srv/swapfile: read swap header failed: Invalid argument

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

必須先使用mkswap將文件格式化成swap格式（不知道爲何會少了4KB）：

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

1 2 3

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

使用格式化完畢的文件：

root @aliyun :/srv# swapon SWAPFILE

1	root @ aliyun : / srv # swapon SWAPFILE

查看文件使用狀況：

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

1 2 3

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

加入自動啓用

爲避免重啓後swapfile生效，能夠將啓用swap的代碼加入啓動文件中，對於ubuntu server，編輯/etc/rc.local文件，加入如下內容（具體文件路徑自定）：

swapon /srv/SWAPFILE

1	swapon / srv / SWAPFILE

或者

修改/etc/fstab文件，加入如下內容：

/srv/SWAPFILE swap swap defaults 0 0

1	/ srv / SWAPFILE   swap     swap     defaults          0        0