Redis 优化之swap分区

 

swappiness 参数说明

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swap对于操作系统来比较重要， 当物理内存不足时， 可以将一部分内存页进行swap操作， 已解燃眉之急。 但世界上没有免费午餐， swap空间由硬盘提供， 对于需要高并发、 高吞吐的应用来说， 磁盘IO通常会成为系统瓶颈。 在Linux中， 并不是要等到所有物理内存都使用完才会使用到swap， 系统参数swppiness会决定操作系统使用swap的倾向程度。 swappiness的取值范围是0~100， swappiness的值越大， 说明操作系统可能使用swap的概率越高， swappiness值越低， 表示操作系统更加倾向于使用物理内存。 swap的默认值是60， 了解这个值的含义后， 有利于Redis的性能优化。 如图swappiness的重要值进行了说明。

运维提示
OOM（Out Of Memory） killer机制是指Linux操作系统发现可用内存不足时， 强制杀死一些用户进程（非内核进程） ， 来保证系统有足够的可用内存进行分配。

从表中可以看出， swappiness参数在Linux3.5版本前后的表现并不完全相同， Redis运维人员在设置这个值需要关注当前操作系统的内核版本。

需要根据服务器运行的程序类型，来设置不同的参数值。例如，对于Oracle一般设置为10；对于MySQL一般设置为1，尽可能不用swap分区。
 

 

设置方法

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swappiness设置方法如下：

echo bestvalue > /proc/sys/vm/swappiness

但是上述方法在系统重启后就会失效， 为了让配置在重启Linux操作系统后立即生效， 只需要在/etc/sysctl.conf追加vm.swappiness={bestvalue}即可。

echo vm.swappiness=bestvalue >> /etc/sysctl.conf

[root@localhost ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness
30

修改vm.swappiness=1
[root@localhost ~]# echo  vm.swappiness=1 >> /etc/sysctl.conf
[root@localhost ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness
30

然后加载参数
[root@localhost ~]# sysctl -p
vm.swappiness = 1
[root@localhost ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness
1

需要注意/proc/sys/vm/swappiness是设置操作， /etc/sysctl.conf是追加操作。

 

如何监控swap

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（1） 查看swap的总体情况
Linux提供了free命令来查询操作系统的内存使用情况， 其中也包含了swap的相关使用情况。 下面是某台Linux服务器执行free–m（以兆为单位）的结果， 其中需要重点关注的是最后一行的swap统计， 从执行结果看，swap一共有4095MB， 使用了0MB， 空闲4095MB。

total used free shared buffers cached
Mem: 64385 31573 32812 0 505 10026
-/+ buffers/cache: 21040 43344
Swap: 4095 0 4095

在另一台Linux服务器同样执行free-m， 这台服务器开启了8189M swap，其中使用了5241MB。

total used free shared buffers cached
Mem: 24096 8237 15859 0 136 2483
-/+ buffers/cache: 5617 18479
Swap: 8189 5241 2947

（2） 实时查看swap的使用
Linux提供了vmstat命令查询系统的相关性能指标， 其中包含负载、CPU、 内存、 swap、 IO的相关属性。 但其中和swap有关的指标是si和so， 它们分别代表操作系统的swap in和swap out。 下面是执行vmstat1（每隔一秒输出） 的效果， 可以看到si和so都为0， 代表当前没有使用swap。

# vmstat 1
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- -----cpu-----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
1 0 0 33593468 517656 10271928 0 0 0 1 0 0 8 0 91 0 0
4 0 0 33594516 517656 10271928 0 0 0 0 10606 9647 10 1 90 0 0
1 0 0 33594392 517656 10271928 0 0 0 0 11490 10244 11 1 89 0 0
6 0 0 33594292 517656 10271928 0 0 0 36 12406 10681 13 1 87 0 0

（3） 查看指定进程的swap使用情况
Linux操作系统中， /proc/{pid}目录是存储指定进程的相关信息， 其中/proc/{pid}/smaps记录了当前进程所对应的内存映像信息， 这个信息对于查询指定进程的swap使用情况很有帮助。 下面以一个Redis实例进行说明。通过info server获取Redis的进程号process_id：

redis-cli -h ip -p port info server | grep process_id
process_id:986

通过cat/proc/986/smaps查询Redis的smaps信息， 由于有多个内存块信息， 这里只输出一个内存块镜像信息进行观察：

2aab0a400000-2aab35c00000 rw-p 2aab0a400000 00:00 0
Size: 712704 kB
Rss: 617872 kB
Shared_Clean: 0 kB
Shared_Dirty: 0 kB
Private_Clean: 15476 kB
Private_Dirty: 602396 kB
Swap: 58056 kB
Pss: 617872 kB

其中Swap字段代表该内存块存在swap分区的数据大小。 通过执行如下命令， 就可以找到每个内存块镜像信息中， 这个进程使用到的swap量， 通过求和就可以算出总的swap用量：

cat /proc/986/smaps | grep Swap
Swap: 0 kB
Swap: 0 kB…
Swap: 0 kB
Swap: 478320 kB…
Swap: 624 kB
Swap: 0 kB

如果Linux>3.5， vm.swapniess=1， 否则vm.swapniess=0， 从而实现如下两个目标：
·物理内存充足时候， 使Redis足够快。
·物理内存不足时候， 避免Redis死掉（如果当前Redis为高可用， 死掉比阻塞更好） 。