linux-Swap分区

Swap分区，即交换区，Swap空间的做用可简单描述为：当系统的物理内存不够用的时候，就须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做的程序，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，系统老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服务器的性能相当重要。经过调整Swap，有时能够越过系统性能瓶颈，节省系统升级费用。 　　众所周知，现代操做系统都实现了“虚拟内存”这一技术，不但在功能上突破了物理内存的限制，使程序能够操纵大于实际物理内存的空间，更重要的是，“虚拟内存”是隔离每一个进程的安全保护网，使每一个进程都不受其它程序的干扰。 　　计算机用户会常常遇这种现象。例如，在使用Windows系统时，能够同时运行多个程序，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。这是由于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。所以，一旦此程序被放置到前端，它就会从Swap区取回本身的数据，将其放进内存，而后接着运行。 　　须要说明一点，并非全部从物理内存中交换出来的数据都会被放到Swap中（若是这样的话，Swap就会不堪重负），有至关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（其实每一个程序都至少要打开一个文件，那就是运行程序自己），当须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，而能够直接将其放到文件里去。若是是读文件操做，那么内存数据被直接释放，不须要交换出来，由于下次须要时，可直接从文件系统恢复；若是是写文件，只须要将变化的数据保存到文件中，以便恢复。可是那些用malloc和new函数生成的对象的数据则不一样，它们须要Swap空间，由于它们在文件系统中没有相应的“储备”文件，所以被称做“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。因此说，Swap空间是“匿名”数据的交换空间。 　　突破128M Swap限制 　　常常看到有些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。为何会有这种说法？在说明“128M”这个数字的来历以前，先给问题一个回答：如今根本不存在128M的限制！如今的限制是2G！ 　　Swap空间是分页的，每一页的大小和内存页的大小同样，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空间的第一页做为全部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。若是这一位是1，表示此页Swap可用；若是是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，由于，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 ，如今的版本是swapspace2）。那么，若是说一页的大小为s，这种Swap的实现方法共能管理“8 * ( s - 10 ) - 1”个Swap页。对于i386系统来讲s=4096，则空间大小共为133890048，若是认为1 MB=2^20 Byte的话，大小正好为128M。 　　之因此这样来实现Swap空间的管理，是要防止Swap空间中有坏块。若是系统检查到Swap中有坏块，则在相应的位映射上标记上0，表示此页不可用。这样在使用Swap时，不至于用到坏块，而使系统产生错误。 　　如今的系统设计者认为： 　　1.如今硬盘质量很好，坏块不多。 　　2.就算有，也很少，只须要将坏块罗列出来，而不须要为每一页创建映射。 　　3.若是有不少坏块，就不该该将此硬盘做为Swap空间使用。 　　因而，如今的Linux取消了位映射的方法，也就取消了128M的限制。直接用地址访问，限制为2G。 　　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。 　　若是系统的物理内存用光了，系统就会跑得很慢，但仍能运行；若是Swap空间用光了，那么系统就会发生错误。例如，Web服务器能根据不一样的请求数量衍生出多个服务进程（或线程），若是Swap空间用完，则服务进程没法启动，一般会出现“application is out of memory”的错误，严重时会形成服务进程的死锁。所以Swap空间的分配是很重要的。 　　一般状况下，Swap空间应大于或等于物理内存的大小，最小不该小于64M，一般Swap空间的大小应是物理内存的2-2.5倍。但根据不一样的应用，应有不一样的配置：若是是小的桌面系统，则只须要较小的Swap空间，而大的服务器系统则视状况不一样须要不一样大小的Swap空间。特别是数据库服务器和Web服务器，随着访问量的增长，对Swap空间的要求也会增长，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。由于Swap交换的操做是磁盘IO的操做，若是有多个Swap交换区，Swap空间的分配会以轮流的方式操做于全部的Swap，这样会大大均衡IO的负载，加快Swap交换的速度。若是只有一个交换区，全部的交换操做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，依靠提升CPU的速度是解决不了问题的。 　　系统性能监视 　　Swap空间的分配当然很重要，而系统运行时的性能监控却更加有价值。经过性能监视工具，能够检查系统的各项性能指标，找到系统性能的瓶颈。本文只介绍一下在Solaris下和Swap相关的一些命令和用途。 　　最经常使用的是Vmstat命令（在大多数Unix平台下都有这样一些命令），此命令能够查看大多数性能指标。 例如： 　　# vmstat 3 　　procs memory swap io system cpu 　　r b w swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id 　　0 0 0 0 93880 3304 19372 0 0 10 2 131 10 0 0 99 　　0 0 0 0 93880 3304 19372 0 0 0 0 109 8 0 0 100 　　0 0 0 0 93880 3304 19372 0 0 0 0 112 6 0 0 100 　　………… 　　命令说明： 　　vmstat 后面的参数指定了性能指标捕获的时间间隔。3表示每三秒钟捕获一次。第一行数据不用看，没有价值，它仅反映开机以来的平均性能。从第二行开始，反映每三秒钟以内的系统性能指标。这些性能指标中和Swap有关的包括如下几项： 　　procs下的w 　　它表示当前（三秒钟以内）须要释放内存、交换出去的进程数量。 　　memory下的swpd 　　它表示使用的Swap空间的大小。 　　Swap下的si，so 　　si表示当前（三秒钟以内）每秒交换回内存（Swap in）的总量，单位为kbytes；so表示当前（三秒钟以内）每秒交换出内存（Swap out）的总量，单位为kbytes。 　　以上的指标数量越大，表示系统越忙。这些指标所表现的系统繁忙程度，与系统具体的配置有关。系统管理员应该在平时系统正常运行时，记下这些指标的数值，在系统发生问题的时候，再进行比较，就会很快发现问题，并制定本系统正常运行的标准指标值，以供性能监控使用。 　　另外，使用Swapon-s也能简单地查看当前Swap资源的使用状况。例如： 　　# swapon -s 　　Filename Type Size Used Priority 　　/dev/hda9 partition 361420 0 3 　　可以方便地看出Swap空间的已用和未用资源的大小。 　　应该使Swap负载保持在30%如下，这样才能保证系统的良好性能。 　　增长Swap空间，分如下几步： 　　1)成为超级用户 　　$su - root 　　2)建立Swap文件 　　# dd if=/dev/zero of=swapfile bs=1024 count=65536 　　建立一个有连续空间的交换文件。 　　3)激活Swap文件 　　#/usr/sbin/swapon swapfile 　　swapfile指的是上一步建立的交换文件。 4)如今新加的Swap文件已经起做用了，但系统从新启动之后，并不会记住前几步的操做。所以要在/etc/fstab文件中记录文件的名字，和Swap类型，如： 　　/path/swapfile none Swap sw,pri=3 0 0 　　5)检验Swap文件是否加上 　　/usr/sbin/swapon -s 　　删除多余的Swap空间。 　　1)成为超级用户 　　2)使用Swapoff命令收回Swap空间。 　　#/usr/sbin/swapoff swapfile 　　3)编辑/etc/fstab文件，去掉此Swap文件的实体。 　　4)从文件系统中回收此文件。 　　#rm swapfile 　　5)固然，若是此Swap空间不是一个文件，而是一个分区，则需建立一个新的文件系统，再挂接到原来的文件系统上。