用Ubuntu已經(jīng)將近1年了，最近重裝了16.04之后,，每天到下午5點(diǎn)左右,，都會(huì)發(fā)現(xiàn)Swap交換空間有幾百兆的寫入，系統(tǒng)內(nèi)存8G,，硬盤是SSD,，i5處理器，配置中檔,，也沒有啟動(dòng)什么大型軟件,，就是用IDEA做開發(fā)，雖然沒有影響,，但本著一顆求知的心,，google一下，第一篇是《All about Linux swap space》,，口氣很大,，直接翻譯了。

Linux將隨機(jī)存儲RAM稱為內(nèi)存頁。交換技術(shù)就是將一頁內(nèi)存復(fù)制到預(yù)先設(shè)定的硬盤上的交換空間,，來釋放該頁占用內(nèi)存,。物理內(nèi)存和交換空間的和就是可提供的虛擬內(nèi)存的總量。
有兩個(gè)原因證明交換技術(shù)是很重要的,。首先,，系統(tǒng)需要的內(nèi)存量比物理內(nèi)存更大時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)核可以把較少使用的內(nèi)存頁寫到交換空間,，把空閑出來的內(nèi)存給當(dāng)前的應(yīng)用程序（進(jìn)程）使用,。其次，一個(gè)應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)使用的內(nèi)存頁,，可能只是在初始化時(shí)使用,，之后不會(huì)再用，操作系統(tǒng)就可以把這部分內(nèi)存頁寫入交換空間,，把空閑出來的內(nèi)存給其他應(yīng)用使用或作為磁盤高速緩存,。
但是，交換技術(shù)也有負(fù)面作用,。相對于內(nèi)存,，硬盤讀寫速度慢。內(nèi)存的讀寫速度可以使用納秒衡量,，但是硬盤的速度只能達(dá)到毫秒級,，訪問硬盤的速度比訪問內(nèi)存的速度慢成千上萬倍。發(fā)生的交換越多,，系統(tǒng)運(yùn)行越慢,。有時(shí)候會(huì)有過度的交換或內(nèi)存頁頻繁的寫入寫出的抖動(dòng)發(fā)生，因?yàn)橄到y(tǒng)既要保證應(yīng)用正常運(yùn)行,，又要尋找空閑的內(nèi)存,。這種情況下，只能通過增加RAM來解決,。
Linux有兩種形式的交換空間：交換分區(qū)和交換文件,。交換分區(qū)就是一個(gè)獨(dú)立的硬盤，沒有文件或內(nèi)容,。交換文件是文件系統(tǒng)中的一個(gè)特殊文件，獨(dú)立于系統(tǒng)和數(shù)據(jù)文件之外,。
可以使用swapon -s命令查看swap空間,，輸出如下：

Filename  Type       Size       Used Priority
/dev/sda5 partition  859436  0       -1
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每一行列出的都是系統(tǒng)正在使用的交換空間。這里的’Type’字段表明該交換空間是一個(gè)分區(qū)而不是文件,，通過’Filename’可以知道交換分區(qū)是磁盤sda5,。’Size’字段磁盤大小，單位是KB,，’Used’字段是表示有多少交換空間被使用,。’Priority’字段表示Linux系統(tǒng)的交換空間使用優(yōu)先級,。有一個(gè)重要的特性,，如果在Linux系統(tǒng)中掛載兩個(gè)（或更多）具有相同優(yōu)先級的交換空間（最好是兩個(gè)不同的設(shè)備），Linux將交替使用,，可以提升交換性能,。

交換分區(qū)

要為系統(tǒng)添加一個(gè)額外的交換分區(qū)，首先你需要準(zhǔn)備一個(gè),。第一步是確保分區(qū)標(biāo)記為交換分區(qū),，第二步是將格式設(shè)置為swap文件系統(tǒng)。將分區(qū)標(biāo)記為swap分區(qū),，以root權(quán)限運(yùn)行：

fdisk -l /dev/hdb
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將’/dev/hdb’替換為你的交換分區(qū)的磁盤,。輸出類似于：

Device Boot    Start      End           Blocks  Id      System
/dev/hdb1       2328    2434    859446  82      Linux swap / Solaris
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如果分區(qū)沒有標(biāo)記為swap分區(qū)，你需要使用命令fdisk及參數(shù)t來聲明,。操作分區(qū)時(shí)要小心,，你絕對不想刪除重要的分區(qū)或把系統(tǒng)分區(qū)的標(biāo)識改錯(cuò)。交換分區(qū)上的數(shù)據(jù)會(huì)丟失,，所以每次改動(dòng)都需要多次確認(rèn),。還需要注意的是，Solaris使用相同的ID作為Linux交換空間,，所以需要小心不要?dú)⒌鬝olaris分區(qū),。
如果分區(qū)已經(jīng)標(biāo)記為swap分區(qū)，就需要通過root權(quán)限運(yùn)行mkswap命令：

mkswap /dev/hdb1
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如果運(yùn)行沒有錯(cuò)誤,，你的交換空間就開始使用,。立即激活：

swapon /dev/hdb1
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可以通過swapon -s來確認(rèn)是否運(yùn)行。為了在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)掛載swap空間,，需要在’/etc/fstab’文件中添加一些列的配置,，swap空間是特殊的文件系統(tǒng)，許多參數(shù)不可用,。比如：

/dev/hdb1       none    swap    sw      0       0
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檢查你的交換空間是無需重新啟動(dòng),，你可以運(yùn)行swapoff -a命令，然后運(yùn)行swapon -a,，在通過swapon -s檢查,。

交換文件

和交換分區(qū)類似，Linux也支持使用交換文件,，你可以創(chuàng)建,、準(zhǔn)備,，以交換分區(qū)的方式掛載。交換文件的好處是,，你不需要找一個(gè)空的分區(qū)或添加額外的交換分區(qū)磁盤,。
使用dd命令創(chuàng)建一個(gè)空文件。創(chuàng)建一個(gè)1G的文件,，比如：

dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1024 count=1048576
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‘/swapfile’是交換文件的名字,，’count’的1048576是文件大小，單位KB,。
準(zhǔn)備交換文件使用mkswap命令,，類似于準(zhǔn)備分區(qū)，不過這次是使用同一個(gè)交換文件：

mkswap /swapfile
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同樣的,，掛載交換文件使用swapon命令：

swapon /swapfile
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在’/etc/fstab’中輸入下面的內(nèi)容：

/swapfile       none    swap    sw      0       0
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交換空間的大小

如果你有很大的內(nèi)存,，有可能沒有交換空間，系統(tǒng)也能運(yùn)行良好,。但是如果物理內(nèi)存耗光,，系統(tǒng)就會(huì)崩潰，因?yàn)樗鼪]有其他緩解方式,，所以最好還是提供一個(gè)交換空間,，更何況磁盤比內(nèi)存便宜很多。
關(guān)鍵的問題是內(nèi)存空間多大,？老版的類UNIX操作系統(tǒng)要求交換空間是物理內(nèi)存的兩到三倍?，F(xiàn)在的擴(kuò)展版（比如Linux）不需要這么多，但是如果你配置這些,，他們也會(huì)使用,。重要的原則如下：

1. 對于桌面系統(tǒng)，使用系統(tǒng)內(nèi)存的兩倍的交換空間,，將可以運(yùn)行大量的應(yīng)用程序（其中可能有很多閑置的）,，使更多的RAM用于主要的應(yīng)用；
2. 對于服務(wù)器,，使用小量的交換空間（通常是物理內(nèi)存的一半）,，這樣你就可以通過監(jiān)控交換空間的大小來預(yù)警是否需要增加RAM；
3. 對于老式臺式機(jī),，使用盡可能大的交換空間

Linux 2.6內(nèi)核中增加一個(gè)新的內(nèi)核參數(shù)’swappiness’,，管理員可以通過該參數(shù)修改Linux交換方式。參數(shù)值從0到100.從本質(zhì)上說,，值越大,，將引起越多內(nèi)存頁發(fā)生交換；值越小,，就有越多的應(yīng)用駐留在內(nèi)存中,，而交換空間是空閑的。內(nèi)核維護(hù)者Andrew Morton說過,，他在他的臺式機(jī)中設(shè)置swappiness值是100,，說：“我的觀點(diǎn)是，通過內(nèi)核參數(shù)降低交換是錯(cuò)誤的,。你不需要幾百兆的無用應(yīng)用占用內(nèi)存,。把它放在磁盤上，把內(nèi)存留給有用的東西,?！?
Morton的想法有一個(gè)漏洞，如果內(nèi)存交換太快,，應(yīng)用響應(yīng)就會(huì)下降,，因?yàn)楫?dāng)應(yīng)用窗口被點(diǎn)擊時(shí)，應(yīng)用正在從交換空間讀入內(nèi)存,，就會(huì)感覺運(yùn)行很慢,。
默認(rèn)的’swappiness’值是60。你可以使用root命令調(diào)整參數(shù)（作用到重啟）:

echo 50 > /proc/sys/vm/swappiness
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如果你需要使參數(shù)永久有效,，就需要修改’/etc/sysctl.conf’中的’vm.swappiness’參數(shù),。

結(jié)論

管理交換空間是系統(tǒng)管理的一個(gè)重要方面。有了良好的規(guī)劃和合理的使用交換技術(shù)可以有很多好處,。不要害怕實(shí)驗(yàn),，并且經(jīng)常監(jiān)控你的系統(tǒng)，以確保你得到你需要的結(jié)果,。

寫在最后

就目前來說,，內(nèi)存和SSD都開始降價(jià)，基本上很輕松就能把機(jī)器攢到8G(RAM)+120G(SSD),，這樣的話,，就個(gè)人用戶的桌面系統(tǒng)而言，交換空間的作用被大大削弱,，但是正如上面說的,，如果沒有交換空間，內(nèi)存耗光的時(shí)候,，機(jī)器就掛了,。因?yàn)镾SD不建議分多個(gè)分區(qū)，所以使用swap file的方式比較好,，而且還可以多建幾個(gè)swap file文件,，提升交換性能。