【Linux】Swap與Memory

背景介紹

　　Memory指機器物理內存，讀寫速度低於CPU一個量級，但是高於磁盤不止一個量級。所以，程序和數據如果在內存的話，會有非常快的讀寫速度。但是，內存的造價是要高於磁盤的，且內存的斷電丟失數據也是不能把所有數據和程序都保存在內存中的原因。

　　既然不能全部使用內存，那數據還有程序不可能一直霸占在內存中。當內存沒有可用的，就必須要把內存中不經常運行的程序踢出去。但是踢到哪裏去，這時候swap就出現了。

　　Swap全稱為swap place，即交換分區。當內存不夠的時候，被踢出的進程被暫時存儲到交換區。當需要這條被踢出的進程時，就從交換區重新加載到內存，否則它不會主動交換到真實內存中。

Swap介紹

　　在詳細介紹swap之前，需要知道的是計算機內存分為物理內存與虛擬內存（註意虛擬內存和虛擬地址空間的區別）。

　　物理內存是計算機的實際內存大小，由RAM芯片組成。虛擬內存則是虛擬出來的、使用磁盤代替內存。虛擬內存的出現，讓機器內存不夠的情況得到部分解決。當程序運行起來由操作系統做具體虛擬內存到物理內存的替換和加載（相應的頁與段的虛擬內存管理）。這裏的虛擬內存即所謂的swap。

　　當用戶提交程序，然後產生進程在機器上運行。機器會判斷當前物理內存是否還有空閑允許進程調入內存運行，如果有則直接調入內存進行；如果沒有，則會根據優先級選擇一個進程掛起，把該進程交換到swap中等待，然後把新的進程調入到內存中運行。根據這種換入和換出，實現了內存的循環利用，讓用戶感覺不到內存的限制。從這也可以看出swap扮演了一個非常重要的角色，就是暫存被換出的進程。

　　內存與swap之間是按照內存頁為單位來交換數據的，一般Linux中頁的大小設置為4Kb。而內存與磁盤則是按照塊來交換數據的。

Swap的設置

　　從上可以看出，當物理內存使用完或者達到一定比例之後，我們可以使用swap做臨時的內存使用。當物理內存和swap都被使用完那麽就會出錯，如：out of memory。

　　對於使用多大比例內存之後開始使用swap，在系統配置文件中可以通過調整參數進行修改。

1 [root@localhost ~]# cat  /proc/sys/vm/swappiness
2 60

　　該參數範圍為0-100。0就是最大限度使用內存，盡量不使用swap；100是積極使用swap。

　　物理內存無法更改，所以swap大小的設置將會影響應用能否正常運行。swap大小的確定，根據Centos官網介紹可以得出如下公式：

1 M = Amount of RAM in GB, and S = Amount of swap in GB, then If M < 2, S = M *2 Else S = M + 2

　　 註意：最小不應小於32M。

　　Swap分區的數量對性能也有很大的影響。因為swap畢竟還是以磁盤來偽裝成內存，交換的操作是磁盤IO的操作而不是內存的ioad與store操作。如果有多個swap交換區，每個swap會有一定的優先級，該優先級也可以調整。swap空間的分配會以輪流的方式操作於所有的swap，這樣會大大均衡IO的負載，加快swap交換的速度。

swap相關命令　　

 1 [root@localhost ~]# swapon -s                   #查看當前swap的使用情況
 2 Filename                Type        Size    Used    Priority
 3 /dev/sda3                               partition    2064376    0    -1
 4 [root@localhost ~]# cat /proc/swaps           #查看當前swap的使用情況
 5 Filename                Type        Size    Used    Priority
 6 /dev/sda3                               partition    2064376    0    -1
 7 [root@localhost ~]# swapoff /dev/sda3       #關閉相應的swap_disk_name
 8 [root@localhost ~]# swapon -s
 9 Filename                Type        Size    Used    Priority
10 [root@localhost ~]# swapon /dev/sda3        #啟動相應的swap_disk_name
11 [root@localhost ~]# swapon -s
12 Filename                Type        Size    Used    Priority
13 /dev/sda3                               partition    2064376    0    -1

參考資料：

虛擬內存介紹：虛擬內存介紹

Linux內存介紹：http://blog.csdn.net/zwan0518/article/details/9040467

centos swap ：http://www.centos.org/docs/5/html/5.1/Deployment_Guide/s1-swap-what-is.html

【Linux】Linux中Swap與Memory內存簡單介紹：http://blog.csdn.net/zwan0518/article/details/12059213

【Linux】Swap與Memory