Linux中Swap與Memory內存簡單介紹

1.背景介紹

  這篇文章介紹一下Linux中swap與memory。對於memory沒什麼可說的就是機器的物理內存，讀寫速度低於cpu一個量級，可是高於磁盤不止一個量級。因此，程序和數據若是在內存的話，會有很是快的讀寫速度。可是，內存的造價是要高於磁盤的，雖然相對來講價格一直在下降。除此以外，內存的斷電丟失數據也是一個緣由說不能把全部數據和程序都保存在內存中。既然不能所有使用內存，那數據還有程序確定不可能一直霸佔在內存中。當內存沒有可用的，就必需要把內存中不常常運行的程序給踢出去。可是踢到哪裏去，這時候swap就出現了。 swap全稱爲swap place，即交換區，當內存不夠的時候，被踢出的進程被暫時存儲到交換區。當須要這條被踢出的進程的時候，就從交換區從新加載到內存，不然它不會主動交換到真實內存中。

2.swap介紹

  在詳細介紹swap以前，咱們須要知道的是計算機對內存分爲物理內存與虛擬內存（注意虛擬內存和虛擬地址空間的區別）。物理內存就是計算機的實際內存大小，由RAM芯片組成的。虛擬內存則是虛擬出來的、使用磁盤代替內存。虛擬內存的出現，讓機器內存不夠的狀況獲得部分解決。當程序運行起來由操做系統作具體虛擬內存到物理內存的替換和加載(相應的頁與段的虛擬內存管理)。 這裏的虛擬內存即所謂的swap。

  當用戶提交程序，而後產生進程，在機器上運行。機器會判斷當前物理內存是否還有空閒容許進程調入內存運行，若是有那麼則直接調入內存進行運行；若是沒有，那麼會根據優先級選擇一個進程掛起，把該進程交換到swap中等待，而後把新的進程調入到內存中運行。根據這種換入和換出，實現了內存的循環利用，讓用戶感受不到內存的限制。從這也能夠看出swap扮演了一個很是重要的角色，就是暫存被換出的進程。   內存與swap之間是按照內存頁爲單位來交換數據的，通常Linux中頁的大小設置爲4kb。而內存與磁盤則是按照塊來交換數據的。

3.swap的設置

  從上能夠看出，當物理內存使用完或者達到必定比例以後，咱們可使用swap作臨時的內存使用。當物理內存和swap都被使用完那麼就會出錯，out of memory。對於使用多大比例內存以後開始使用swap，在系統的配置文件中能夠經過調整參數進行修改。cat  /proc/sys/vm/swappiness 60

該參數能夠從0-100進行設置。0就是最大限度使用內存，儘可能不使用swap；100就是積極使用swap。這個具體的經過系統的算法進行肯定。

 物理內存咱們是沒法更改的，因此swap的大小設置將會影響應用可否正常運行。那麼swap大小如何肯定。根據centos官網介紹能夠得出以下公式：M = Amount of RAM in GB, and S = Amount of swap in GB, then If M < 2, S = M *2 Else S = M + 2。並且其最小不該該小於32M(never less than 32 MB.)。

  swap分區的數量對性能也有很大的影響。由於swap畢竟仍是以磁盤來假裝成內存，交換的操做是磁盤IO的操做而不是內存的load與store操做。若是有多個swap交換區，每一個swap會有必定的優先級，該優先級也能夠調整。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。

四：swap相關命令

  swapon/swapoff swap-disk_name：啓動和關閉相應的swap_disk_name

  swapon -s ：能夠查看當期swap的使用狀況，也能夠經過 cat /proc/swaps命令查看

 

參考資料：

虛擬內存介紹： 虛擬內存介紹

Linux內存介紹： http://blog.csdn.net/zwan0518/article/details/9040467

centos swap ： http://www.centos.org/docs/5/html/5.1/Deployment_Guide/s1-swap-what-is.html