系统内存还有很多的情况下为何swap使用很高了

Swap是什么

• Swap就是把一块磁盘空间或者一个本地文件，当成内存来使用。
• 换出，就是把进程暂时不用的内存数据存储到磁盘中
• 换入，就是在进程再次访问这些内存的时候，从磁盘中读取到内存
• Swap其实是把系统的可用内存变大了，这样即使服务器的内存不足，也可以腾出空间来运行大内存的应用程序。
• 既然Swap是为了回收内存，那么Linux会在什么时候需要回收内存呢？它又是怎么来衡量内存是不是紧张或者压力大呢？

内存回收是什么？

• 内存回收是子系统释放掉可以回收的内存
• 缓存和缓冲区，他们在内存管理中，叫做文件页
• 大部分文件页可以直接回收，有需要的时候再从磁盘读取
• 至于脏页，就得先写入磁盘，然后才能进行内存释放
• 脏页的回收，可以在应用程序中，通过系统调用fsync，或者有系统内核现成pdflush负责刷新到磁盘
• Swap，应用程序动态分配的堆内存，他们在内存管理中叫做匿名页

如何衡量内存是不是紧张了呢？

• 定期回收内存的内核线程kwapd0，定义了三个内存阀值，然后根据内存剩余值的范围来进程对应内存操作
• 页最小阀值，内存压力很大，无法进行正常分配
• 页低阀值，内存有一定的压力，但是可以进行正常分配
• 页高阀值，内存无压力
• 如果剩余内存小于页低阀值，就会出发内存回收了
• 页低阀值可以查看 /proc/sys/vm/min_free_kbytes
• min_free_kbytes设置了页最小阀值，根据这个阀值可以计算另外两个数值
• pages_low = pages_min*5/4
• pages_high = pages_min*3/2

内存阀值参数

• pages中的min、low、high，就是三个内存阀值
• free就是剩余内存页数，它跟后面的nr_free_pages相同
• nr_active_anon和nr_inactive_anon，分别是活跃和非活跃的匿名页数
• nr_active_file和nr_inactive_file，分别是活跃和非活跃的文件页数
• 那内存参数里面的Node0和Node1又是什么呢？

NUMA架构

• 处理器的NUMA架构，在这种架构下，多个处理器被划分到不同的Node上，同时每个Node都拥有自己的本地内存空间
• 当某个Node内存不足时，系统可以从本地内存中回收内存，也可以从其他Node寻找空闲内存。具体什么模式，可以通过zone_reclaim_mode参数来调整
• 默认0，既可以本地回收内存，也可以从其他Node寻找空闲内存
• 1、2、4都表示只回收本地内存，2表示可以回写脏数据回收内存，4表示可以用Swap方式回收内存

内存回收机制

• 到这里，我们就可以理解内存回收机制了。这些回收的内存既包括了文件页，又包括了匿名页
• 对文件页的回收，就是直接回收缓存，或者把脏页写回磁盘后再回收
• 对匿名页的回收，其实就是通过Swap机制，把它们写入磁盘后再释放内存
• 这两种不同的内存回收机制，在实际的内存回收过程中，到底应该先回收哪一种呢

swapiness

• Linux提供了一个swapiness选项，用来调整使用swap的积极程度
• 范围是0-100，数值越大，表示越积极使用Swap，也就是更倾向于回收匿名页数
• 数值越小，越消极使用Swap，也就是更倾向于回收文件页
• 默认的60是一个比较中和的值，系统会根据实际运行情况，选择合适的内存回收类型，比如回收不活跃的匿名页，或者不活跃的文件页

Swap被哪些应用占用

• 可以使用以下命令来查看系统的Swap被哪些应用所占用

关掉Swap会发生什么

• 当内存足够的时候，关掉Swap，Swap占用的空间大小会保存在内存当中去
• 当内存不够的时候，没法强行关掉Swap

解答十个问题

• 为什么系统在可用内存还有很多的情况下，会用到swap？ 答案：这个受numa架构参数值，swapiness参数值以及文件页和匿名页不同内存对象的影响。
• swap到磁盘中的匿名页，当再次被换入到内存中，那磁盘中的匿名页会被释放掉吗？ 答案：会的。
• 如果swap到磁盘中的匿名页一直没被使用，磁盘中如何进行释放？ 答案：会根据进程生命周期来进行释放。
• 如果系统不开启Swap，那匿名页还怎么回收？ 答案：会一直保存在内存中。
• 如果大量匿名页把Swap都写满了，这个时候怎么选择从swap里清理哪些匿名页？ 答案：大量匿名页把Swap都写满了，说明内存不够了，可能会出现OOM了。
• 内核中swapness使用的默认值是60，如果配置为0还会使用swap吗？ 答案：会的。这个值只是一个倾向值，即使为0，在内存紧张的情况下，还是有可能会用到。
• 当Swap升高时，系统性能会受到影响吗？ 答案：会的，Swap升高，说明系统中本来和内存打交道的一些操作会涉及到和磁盘打交道，IO性能会受到影响。
• 如果没有swap，系统内存不够了怎么办？ 答案：OOM。
• cache、buffer和swap回收的内存对象有什么不同？ 答案：cache和buffer回收的是文件页，Swap回收的是匿名页。
• 哪些应用或者服务应该关闭swap？ 答案：对IO有很高要求的应用或者服务都应该关闭Swap，比如DB等。