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linux交换区swap

原创 Linux操作系统 作者:hynixm 时间:2011-06-10 13:49:32 0 删除 编辑
什么是Swap?
Swap,即交换区,除了安装Linux的时候,有多少人关心过它呢?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。
Swap的原理是一个较复杂的问题,需要大量的篇幅来说明。在这里只作简单的介绍,在以后的文章中将和大家详细讨论Swap实现的细节。
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。
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。
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。
如何设置Swap分区大小
我记得曾经有人对Swap分区大小的设置这样评论过:“只要不怕浪费硬盘的话越大越好,因为linux内核在物理内存完全用完之前不会去动swap”
不过根据我的经验,可能不是这样喔!太大的 swap 空间会造成 kernel 以为有巨大的内存空间而毫不节制的想要把数据捉进内存中,从而导致 kernel 一直在做 memory swap,连带拖慢系统响应时间。
老实说,1G RAM 如果不跑 p2p 之类的东西,那设个 256MB 就够用了;有 2G 的话连设都不要设。
另外如果说真的因为某一软件确实需要巨大内存空间才能运作的话,那只好在 swap 上动手脚,但为了效能最好分散在多个实体硬盘上(等于类似 raid 效果)!
其实如何设置Swap分区的大小是最能检查一个Linux系统管理员的水平的测试,Swap到底该如何设置呢?我是这样认为的:首先我们需要了解这台服务器都要运行哪些程序、他们各自占用的内存大小为多少,经过确切的检查后,Swap分区的大小可以这样确定:
( 内存大小 + Swap分区大小 ) * 80%或70% = 程序需要占用总内存数
Swap分区在程序测试期间也有很大的用途,例如管理员能够通过Swap分区的使用状况,监测系统内存是否出现泄露,同时对Web项目等应用也可以提供一个比较好的流量峰值缓冲作用。一个Linux系统管理员要能够通过监测Swap分区的使用情况,对系统、程序有一个合理的评价。
系统性能监视
Swap空间的分配固然很重要,而系统运行时的性能监控却更加有价值。通过性能监视工具,可以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。
最常用的是Vmstat命令(在大多数Unix平台下都有这样一些命令),此命令可以查看大多数性能指标。

例如:

(suselinux)# vmstat 3

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- -----cpu------
 r b swpd     free       buff      cache si so bi bo    in cs us sy id wa st
0 0 12768 116936 50112 666320 0 1 36 671 266 257 1 5 93 1 0
0 0 12768 116744 50112 666320 0 0 0 133 199 297 0 5 94 0 0
0 0 12768 116744 50112 666320 0 0 0 0 185 274 0 1 99 0 0
0 0 12768 116760 50112 666320 0 0 0 5 184 260 0 0 100 0 0
 0 0 12768 116776 50112 666320 0 0 0 0 185 273 2 1 97 0 0

(aix)#vmstat 3
System Configuration: lcpu=4 mem=3920MB

kthr memory page faults cpu
----- ----------- ------------------------ ------------ -----------
r b avm fre re pi po fr sr cy in sy cs us sy id wa
1 0 810146 2778 0 0 0 0 0 0 3 2718 238 0 1 99 0
0 0 810146 2778 0 0 0 0 0 0 1 1608 238 0 0 99 0
0 0 810146 2778 0 0 0 0 0 0 20 2716 263 0 1 98 1
0 0 810155 3010 0 0 80 80 86 0 7 3294 256 0 1 98 0
0 0 810154 3011 0 0 0 0 0 0 2 1483 252 0 0 99 0
…………
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,反映每三秒钟之内的系统性能指标。这些性能指标中和Swap有关的包括以下几项:
procs下的w
它表示当前(三秒钟之内)需要释放内存、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(三秒钟之内)每秒交换回内存(Swap in)的总量,单位为kbytes;so表示当前(三秒钟之内)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资源的使用情况。例如:
# swapon -s
Filename Type Size Used Priority
/dev/hda9 partition 361420 0 3

能够方便地看出Swap空间的已用和未用资源的大小。
应该使Swap负载保持在30%以下,这样才能保证系统的良好性能。


有关Swap操作的系统命令
增加Swap空间,分以下几步:
1)成为超级用户
$su - root
2)创建Swap文件
# dd if=/dev/zero f=swapfile bs=1024 count=65536
创建一个有连续空间的交换文件。
3)激活Swap文件
#/usr/sbin/swapon swapfile
swapfile指的是上一步创建的交换文件。 4)现在新加的Swap文件已经起作用了,但系统重新启动以后,并不会记住前几步的操作。因此要在/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)当然,如果此Swap空间不是一个文件,而是一个分区,则需创建一个新的文件系统,再挂接到原来的文件系统上。

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