宋寶華：swappiness=0究竟意味着什麼？

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本文解釋swappiness的做用，以及swappiness=0究竟意味着什麼。

內存回收

咱們都知道，Linux一個進程使用的內存分爲2種：

1. file-backed pages（有文件背景的頁面，好比代碼段、好比read/write方法讀寫的文件、好比mmap讀寫的文件；他們有對應的硬盤文件，所以若是要交換，能夠直接和硬盤對應的文件進行交換），此部分頁面進page cache

2. anonymous pages（匿名頁，如stack，heap，CoW後的數據段等；他們沒有對應的硬盤文件，所以若是要交換，只能交換到虛擬內存-swapfile或者Linux的swap硬盤分區），此部分頁面，若是系統內存不充分，能夠被swap到swapfile或者硬盤的swap分區

所以，Linux在進行內存回收(memory reclaim)的時候，實際上能夠從1類和2類這兩種頁面裏面進行回收，而swappiness就決定了回收這2類頁面的優先級。

swappiness越大，越傾向於回收匿名頁；swappiness越小，越傾向於回收file-backed的頁面。固然，它們的回收方法都是同樣的LRU算法。

swappiness=0的歷史與如今

在Linux的早期版本（2012年之前的版本，kernel 3.5-rc1），哪怕swappiness被設置爲0，其實匿名頁仍然有被交換出去的機會：

早先的回收權重是這樣計算的：

anon_prio = swappiness;

file_prio = 200 - anon_prio;

ap = (anon_prio + 1) * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);

fp = (file_prio + 1) * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);

由此可看出，哪怕swappiness爲0，ap也是不會爲0的，只是比較小。因此swappiness=0不意味着匿名頁就不交換。

2012年的第一場雪，比以往時候來得更晚一些

這一年，一個小小的提交，引起了蝴蝶效應，並震驚寰宇：

https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=fe35004fbf9eaf67482b074a2e032abb9c89b1dd

 

它完全改變了swappiness=0的定義。這個commit，碧血橫飛，浩氣四塞，草木爲之含悲，風雲於是變色。

 

它的意思再明確不過，若是swappiness=0，除非系統的內存太小（nr_free + nr_filebacked < high watermark）這種惡劣狀況發生，

都只是考慮交換file-backed的pages，就不會考慮交換匿名頁了。

它改動的代碼以下：

-ap = (anon_prio + 1) * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);

+ap = anon_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[0] + 1);

ap /= reclaim_stat->recent_rotated[0] + 1;

-fp = (file_prio + 1) * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);

+fp = file_prio * (reclaim_stat->recent_scanned[1] + 1);

anon_prio若是爲0的話，ap也爲0了。

因而乎，如今的swappiness若是等於0的話，意味着哪怕匿名頁佔據的內存很大，哪怕swap分區還有不少的剩餘空間，除非惡劣狀況發生，都不會交換匿名頁，所以這可能形成更大的OOM壓力。不像之前，平時會一直兼顧着回收page cache和匿名頁。

 

如今swappiness=0的狀況下，天平的格局是：

一石激起千層浪,兩指彈出萬般音。相關社區的網站內容都跟着進行了更新，好比紅帽子：

 

特洛伊之戰中，在決定阿基琉斯和赫克托爾的命運的生死一戰中，荷馬將命運的天平放在宙斯手中：「天父取出他的那杆黃金天秤，把兩個悲慘的死亡判決放進秤盤，一個屬阿基琉斯，一個屬馴馬的赫克托爾，他提起秤桿中央，赫克托爾一側下傾，滑向哈得斯。」

跨過特洛伊木馬屠城千年的悲涼，咱們看到Linux裏面兩位戰神的命運，被一個碼農輕鬆地決定。

這個修改引發了一系列的連鎖反應，而相關的文檔修改，倒是發生在2年以後：

https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux.git/commit/?id=8582cb96b0bfd6891766d8c30d759bf21aad3b4d

MEM CGroup裏面的swappiness

在使能Memory CGroup的狀況下，每一個memory group能夠設置本身的swappiness值，若是某個group的swappiness被設置爲0，這個group的匿名頁交換會被徹底禁止，從而誘發該group在無file-backed頁面可回收狀況下（哪怕swap空間還很大）的OOM，這一點透過Documentation/cgroup-v1/memory.txt文檔能夠看出：

「 

5.3 swappiness

Overrides /proc/sys/vm/swappiness for the particular group. The tunable in the root cgroup corresponds to the global swappiness setting.

Please note that unlike during the global reclaim, limit reclaim enforces that 0 swappiness really prevents from any swapping even if there is a swap storage available. This might lead to memcg OOM killer if there are no file pages to reclaim.

」

 

Windows中pagefile.sys文件的做用Fun.W 51CTO.com 2007-02-01pagefile.sys是個系統文件（在Windows 98下爲Win386.swp），它的大小常常本身發生變更，小的時候可能只有幾十兆，大的時候則有數百兆，因此沒必要懷疑，pagefile.sys是 Windows下的一個虛擬內存，它的做用與物理內存基本類似，但它是做爲物理內存的「後備力量」而存在的，也就是說，只有在物理內存已經不夠使用的時候，它纔會發揮做用。咱們都知道，雖然在運行速度上硬盤不如內存，但在容量上內存是沒法與硬盤相提並論的。當運行一個程序須要大量數據、佔用大量內存時，內存就會被「塞滿」，並將那些暫時不用的數據放到硬盤中，而這些數據所佔的空間就是虛擬內存。是"虛擬內存"文件,也叫"頁面文件",能夠右鍵單擊「個人電腦」→屬性→高級→性能 設置→高級→虛擬內存 更改→選擇虛擬內存（頁面文件）存放的分區,看設置到了哪一個分區,將另外一個刪除.虛擬內存文件，windows在操做的過程當中，可能會把物理內存用光，這時虛擬內存就能夠當物理內存來使用，就像是在用物理內存同樣。不推薦不設置虛擬內存，這樣會引響系統運行的效率。合理的設置虛擬內存的大小對運行效率頗有幫助，通常虛擬內存的大小設置成物理內存大小的2.5倍。