关于Linux系统安装中Swap分区的解释

Swap分区，即交换区，Swap空间的作用可简单描述为：当系统的物理内存不够用的时候，就需要将物理内存中的一部分空间释放出来，以供当前运行 的程序使用。那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程序，这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中，等到那些程序要运行时，再从 Swap中恢复保存的数据到内存中。这样，系统总是在物理内存不够时，才进行Swap交换。其实，Swap的调整对Linux服务器，特别是Web服务器 的性能至关重要。通过调整Swap，有时可以越过系统性能瓶颈，节省系统升级费用。

众所周知，现代操作系统都实现了“虚拟内存”这一技术，不但在功能上突破了物理内存的限制，使程序可以操纵大于实际物理内存的空间，更重要的是，“虚拟内存”是隔离每个进程的安全保护网，使每个进程都不受其它程序的干扰。

计算机用户会经常遇这种现象。例如，在使用Windows系统时，可以同时运行多个程序，当你切换到一个很长时间没有理会的程序时，会听到硬盘“哗哗” 直响。这是因为这个程序的内存被那些频繁运行的程序给“偷走”了，放到了Swap区中。因此，一旦此程序被放置到前端，它就会从Swap区取回自己的数 据，将其放进内存，然后接着运行。

需要说明一点，并不是所有从物理内存中交换出来的数据都会被放到Swap中(如果这样的话，Swap就会不堪重负)，有相当一部分数据被直接交换到文件 系统。例如，有的程序会打开一些文件，对文件进行读写(其实每个程序都至少要打开一个文件，那就是运行程序本身)，当需要将这些程序的内存空间交换出去 时，就没有必要将文件部分的数据放到Swap空间中了，而可以直接将其放到文件里去。如果是读文件操作，那么内存数据被直接释放，不需要交换出来，因为下 次需要时，可直接从文件系统恢复；如果是写文件，只需要将变化的数据保存到文件中，以便恢复。但是那些用malloc和new函数生成的对象的数据则不 同，它们需要Swap空间，因为它们在文件系统中没有相应的“储备”文件，因此被称作“匿名”(Anonymous)内存数据。这类数据还包括堆栈中的一 些状态和变量数据等。所以说，Swap空间是“匿名”数据的交换空间。

突破128M Swap限制

经常看到有些Linux(国内汉化版)安装手册上有这样的说明：Swap空间不能超过128M。为什么会有这种说法？在说明“128M”这个数字的来历之前，先给问题一个回答：现在根本不存在128M的限制！现在的限制是2G！

Swap空间是分页的，每一页的大小和内存页的大小一样，方便Swap空间和内存之间的数据交换。旧版本的Linux实现Swap空间时，用Swap空 间的第一页作为所有Swap空间页的一个“位映射”(Bit map)。这就是说第一页的每一位，都对应着一页Swap空间。如果这一位是1，表示此页Swap可用；如果是0，表示此页是坏块，不能使用。这么说来， 第一个Swap映射位应该是0，因为，第一页Swap是映射页。另外，最后10个映射位也被占用，用来表示Swap的版本(原来的版本是 Swap_space ，现在的版本是swapspace2)。那么，如果说一页的大小为s，这种Swap的实现方法共能管理“8 * ( s - 10 ) - 1”个Swap页。对于i386系统来说s=4096，则空间大小共为133890048，如果认为1 MB=2^20 Byte的话，大小正好为128M。

Swap配置对性能的影响

分配太多的Swap空间会浪费磁盘空间，而Swap空间太少，则系统会发生错误。

如果系统的物理内存用光了，系统就会跑得很慢，但仍能运行；如果Swap空间用光了，那么系统就会发生错误。例如，Web服务器能根据不同的请求数量衍 生出多个服务进程(或线程)，如果Swap空间用完，则服务进程无法启动，通常会出现“application is out of memory”的错误，严重时会造成服务进程的死锁。因此Swap空间的分配是很重要的。

通常情况下，Swap空间应大于或等于物理内存的大小，最小不应小于64M，通常Swap空间的大小应是物理内存的2-2.5倍。但根据不同的应用，应 有不同的配置：如果是小的桌面系统，则只需要较小的Swap空间，而大的服务器系统则视情况不同需要不同大小的Swap空间。特别是数据库服务器和Web 服务器，随着访问量的增加，对Swap空间的要求也会增加，具体配置参见各服务器产品的说明。

另外，Swap分区的数量对性能也有很大的影响。因为Swap交换的操作是磁盘IO的操作，如果有多个Swap交换区，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。如果只有一个交换区，所有的交换操作会使交换区变得很忙，使系统大多数时间 处于等待状态，效率很低。用性能监视工具就会发现，此时的CPU并不很忙，而系统却慢。这说明，瓶颈在IO上，依靠提高CPU的速度是解决不了问题的。

建立一个有连续空间的空白文件

服务器的物理内存是512MB，按照1.5~2倍原则，我将swap文件设置为1GB。

#root
@aliyun :/srv# dd if=/dev/zero of=SWAPFILE bs=1024 count=1048576 1048576+0 records in 1048576+0 records out 1073741824 bytes (1.1 GB) copied, 59.7957 s, 18.0 MB/s

使用swap文件

使用swapon命令让系统使用这个文件作为swap文件。但是这个文件不能直接使用，否则会报错：

root
@aliyun :/srv# swapon swapfile swapon: /srv/swapfile: read swap header failed: Invalid argument

必须先使用mkswap将文件格式化成swap格式（不知道为什么会少了4KB）：

root
@aliyun :/srv# mkswap SWAPFILE 1048576 Setting up swapspace version 1, size = 1048572 KiB no label, UUID=1aaed031-33ef-479b-a9a4-2f008a7bbb2f

使用格式化完毕的文件：

root
@aliyun :/srv# swapon SWAPFILE

查看文件使用情况：

[email protected]:/srv# swapon -s Filename Type Size Used Priority /srv/SWAPFILE file 1048572 95852 -1

加入自动启用

为避免重启后swapfile生效，可以将启用swap的代码加入启动文件中，对于ubuntu server，编辑/etc/rc.local文件，加入以下内容（具体文件路径自定）：

swapon /srv/SWAPFILE

或者

修改/etc/fstab文件，加入以下内容：

/srv/SWAPFILE swap swap defaults 0 0

关于Linux系统安装中Swap分区的解释