这篇文章介绍一下Linux中swap与memory。对于memory没什么可说的就是机器的物理内存,读写速度低于cpu一个量级,但是高于磁盘不止一个量级。所以,程序和数据如果在内存的话,会有非常快的读写速度。但是,内存的造价是要高于磁盘的,虽然相对来说价格一直在降低。除此之外,内存的断电丢失数据也是一个原因说不能把所有数据和程序都保存在内存中。既然不能全部使用内存,那数据还有程序肯定不可能一直霸占在内存中。当内存没有可用的,就必须要把内存中不经常运行的程序给踢出去。但是踢到哪里去,这时候swap就出现了。swap全称为swap place,即交换区,当内存不够的时候,被踢出的进程被暂时存储到交换区。当需要这条被踢出的进程的时候,就从交换区重新加载到内存,否则它不会主动交换到真实内存中。
在详细介绍swap之前,我们需要知道的是计算机对内存分为物理内存与虚拟内存(注意虚拟内存和虚拟地址空间的区别)。物理内存就是计算机的实际内存大小,由RAM芯片组成的。虚拟内存则是虚拟出来的、使用磁盘代替内存。虚拟内存的出现,让机器内存不够的情况得到部分解决。当程序运行起来由操作系统做具体虚拟内存到物理内存的替换和加载(相应的页与段的虚拟内存管理)。这里的虚拟内存即所谓的swap。
当用户提交程序,然后产生进程,在机器上运行。机器会判断当前物理内存是否还有空闲允许进程调入内存运行,如果有那么则直接调入内存进行运行;如果没有,那么会根据优先级选择一个进程挂起,把该进程交换到swap中等待,然后把新的进程调入到内存中运行。根据这种换入和换出,实现了内存的循环利用,让用户感觉不到内存的限制。从这也可以看出swap扮演了一个非常重要的角色,就是暂存被换出的进程。 内存与swap之间是按照内存页为单位来交换数据的,一般Linux中页的大小设置为4kb。而内存与磁盘则是按照块来交换数据的。
从上可以看出,当物理内存使用完或者达到一定比例之后,我们可以使用swap做临时的内存使用。当物理内存和swap都被使用完那么就会出错,out of memory。对于使用多大比例内存之后开始使用swap,在系统的配置文件中可以通过调整参数进行修改。cat /proc/sys/vm/swappiness 60
该参数可以从0-100进行设置。0就是最大限度使用内存,尽量不使用swap;100就是积极使用swap。这个具体的通过系统的算法进行确定。
物理内存我们是无法更改的,所以swap的大小设置将会影响应用能否正常运行。那么swap大小如何确定。根据centos官网介绍可以得出如下公式:M = Amount of RAM in GB, and S = Amount of swap in GB, then If M < 2, S = M *2 Else S = M + 2。而且其最小不应该小于32M(never less than 32 MB.)。
swap分区的数量对性能也有很大的影响。因为swap毕竟还是以磁盘来伪装成内存,交换的操作是磁盘IO的操作而不是内存的load与store操作。如果有多个swap交换区,每个swap会有一定的优先级,该优先级也可以调整。swap空间的分配会以轮流的方式操作于所有的swap,这样会大大均衡IO的负载,加快swap交换的速度。
四:swap相关命令
swapon/swapoff swap-disk_name:启动和关闭相应的swap_disk_name
swapon -s :可以查看当期swap的使用情况,也可以通过 cat /proc/swaps命令查看
内存不足导致,需要扩展内存到虚拟内存来解决,于是总结整理了一下LINUX的SWAP管理问题
无论是windows系统还是linux系统,除了物理内存外,都还有一个虚拟内存。在linux上,虚拟内存被称为swap space。过去以来,虚拟内存的大小应该是物理内存的两倍,但是最近几年来,物理内存的大小至少都有了好几个GB,如果16G内存用32G的swap岂不是太占用硬盘空间?
下图是虚拟内存和交换空间的映射关系,虚拟内存的存在,可以提高电脑的运行速度,所以其存在很有意义。
我们看看redhat的官方答复是怎么说的:
Amount of RAM in the system 物理内存 | Recommended swap space建议的交换空间大小 | Recommended swap space if allowing for hibernation如果开启休眠功能建议的交换空间大小 |
---|---|---|
⩽ 2GB | 2 times the amount of RAM | 3 times the amount of RAM |
> 2GB – 8GB | Equal to the amount of RAM | 2 times the amount of RAM |
> 8GB – 64GB | At least 4 GB | 1.5 times the amount of RAM |
> 64GB | At least 4 GB | Hibernation not recommended |
总结起来就是,如果不打算开启休眠功能,物理内存在8G以下,则swap设置为与物理内存一样大。如果物理内存在8G以上,swap空间设置为8G即可。当物理内存大于64G时,不建议开启休眠功能。
以下是Ubuntu的指南,更加细致:(从左至右依次是RAM大小,不开启休眠,开启休眠,最大值)
RAM(MB) No hibernation With Hibernation Maximum
256 256 512 512
512 512 1024 1024
1024 1024 2048 2048
RAM(GB) No hibernation With Hibernation Maximum
1 1 2 2
2 1 3 4
3 2 5 6
4 2 6 8
5 2 7 10
6 2 8 12
8 3 11 16
12 3 15 24
16 4 20 32
24 5 29 48
32 6 38 64
64 8 72 128
128 11 139 256
swap分区其实就是将一部分的硬盘化出来充当内存的功能!其速度介于硬盘与内存之间,如果内存不足的话,swap分区能起到不错的作用!这就是为什么要划分swap分区的原因。有同事问LINUX操作系统下如何创建swap分区? 其实不同的操作系统下,比如说RedHat在安装操作系统的过程中,就会有提示创建swap分区,而且swap分区的大小一般为内存的1-2倍为佳。但有的操作系统在安装的时候没有swap分区,必须安装完操作系统之后再配置,Ubuntu,CentOS系统,创建方法也很简单快捷。方法主要有两种:
方式一:通过创建分区的方式来创建
1). fdisk /dev/sdd # 创建分区、分区ID为82。 其他常用的83:Linux,8e:Linux LVM
2). mkswap /dev/sdd # 格式化为swap格式,这里假设硬盘分区为/dev/sdd,一般SAS硬盘sd开头
3). swapon /dev/sdd # 启动并挂载swap分区,这样的话就算创建好了!
备注:
1. 创建分区,选择分区号为82代表swap分区
1.创建分区
Command (m for help): n
Command action
l logical (5 or over)
p primary partition (1-4)
l
First cylinder (641-1566, default 641):
Using default value 641
Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (641-890, default 890):
Using default value 890
Command (m for help): p
Disk /dev/sda: 12.8 GB, 12884901888 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 1566 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 1 6 48163+ 83 Linux
/dev/sda2 7 515 4088542+ 83 Linux
/dev/sda3 516 1566 8442157+ 5 Extended
/dev/sda5 891 1015 1004031 83 Linux
/dev/sda6 1016 1566 4425876 83 Linux
/dev/sda7 516 640 1004031 83 Linux
/dev/sda8 641 890 2008093+ 83 Linux
2.指定分区类型为linux swap。这里的/dev/sda5就是我们要做swap的分区。
Command (m for help): t
Partition number (1-8): 5
Hex code (type L to list codes): 82
Command (m for help): p
Disk /dev/sda: 12.8 GB, 12884901888 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 1566 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 1 6 48163+ 83 Linux
/dev/sda2 7 515 4088542+ 83 Linux
/dev/sda3 516 1566 8442157+ 5 Extended
/dev/sda5 516 640 1004031 82 Linux swap
/dev/sda6 641 890 2008093+ 83 Linux
/dev/sda7 891 1015 1004031 83 Linux
/dev/sda8 1016 1566 4425876 83 Linux
2. 创建前后内存的变化,注意用free命令观察swap的情况
1. 创建前
# free –m
total used free shared buffers cached
Mem: 1006 84 922 0 11 38
-/+ buffers/cache: 35 971
Swap: 0 0 0
2. 创建后
# free -m
total used free shared buffers cached
Mem: 1006 994 12 0 4 929
-/+ buffers/cache: 60 946
Swap: 999 0 999
方式二:通过创建临时文件的方式来创建
1). dd if=/dev/zero of=/tmp/swap bs=100M count=100 # 以dd命令创建swapfile,这里假设1G
2). mkswap /tmp/swap # 以mkswap将swapfile格式化为swap格式
3). swapon /tmp/swap # 以swapon来启动档案,使之成为swap
备注:
1. 如果要删除该临时性文件
$ swapoff /tmp/swap # 先用swapoff命令卸载该分区
$ rm -rf /tmp/swap # 然后再删除就可以了
2. 如果提示不安全的权限 0644,建议使用 0600
$ chmod -R 0600 /tmp/swap
3. 可以通过swaplabel命令来修改该swapfile的label
$ swaplabel /tmp/swap
4. 如果想一启动就生效,就必须修改/etc/fstab文件
/tmp/swap swap swap defaults 0 0
5. 更改swap配置
Linux 会使用硬盘的一部分做为swap分区,用来进行进程调度--进程是正在运行的程序--把当前不用的进程调成'等待(standby)',甚至'睡眠(sleep)',一旦要用,再调成'活动(active)',睡眠的进程就躺到swap分区睡大觉,把内存空出来让给'活动'的进程。如果内存够大,应当告诉Linux不必太多的使用swap分区, 可以通过修改swappiness的数值。swappiness=0的时候表示最大限度使用物理内存,然后才是swap空间,swappiness=100的时候表示积极的使用swap分区,并且把内存上的数据及时的搬运到swap空间里面。在ubuntu里面,默认设置swappiness这个值等于60。
如果内存较小,而进程调度频繁,硬盘的响动就会大了!
现在一般1个G的内存可修改为10, 2个G的可改为5, 甚至是0。具体这样做:
1.查看系统里面的swappiness,默认为60
$ cat /proc/sys/vm/swappiness
2.修改swappiness值为10
$ sudo sysctl vm.swappiness=10
3.在sysctl.conf文档的最后加上这样一行:
$ sudo vi /etc/sysctl.conf
vm.swappiness=10
4. 保存后执行source /etc/sysctl,设置就算生效了。