Swap分區(qū)，即交換區(qū)，Swap空間的作用可簡(jiǎn)單描述為：當(dāng)系統(tǒng)的物理內(nèi)存不夠用的時(shí)候，就需要將物理內(nèi)存中的一部分空間釋放出來(lái)，以供當(dāng)前運(yùn)行 的程序使用。那些被釋放的空間可能來(lái)自一些很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有什么操作的程序，這些被釋放的空間被臨時(shí)保存到Swap空間中，等到那些程序要運(yùn)行時(shí)，再?gòu)?Swap中恢復(fù)保存的數(shù)據(jù)到內(nèi)存中。這樣，系統(tǒng)總是在物理內(nèi)存不夠時(shí)，才進(jìn)行Swap交換。其實(shí)，Swap的調(diào)整對(duì)Linux服務(wù)器，特別是Web服務(wù)器 的性能至關(guān)重要。通過(guò)調(diào)整Swap，有時(shí)可以越過(guò)系統(tǒng)性能瓶頸，節(jié)省系統(tǒng)升級(jí)費(fèi)用。

眾所周知，現(xiàn)代操作系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了“虛擬內(nèi)存”這一技術(shù)，不但在功能上突破了物理內(nèi)存的限制，使程序可以操縱大于實(shí)際物理內(nèi)存的空間，更重要的是，“虛擬內(nèi)存”是隔離每個(gè)進(jìn)程的安全保護(hù)網(wǎng)，使每個(gè)進(jìn)程都不受其它程序的干擾。

計(jì)算機(jī)用戶(hù)會(huì)經(jīng)常遇這種現(xiàn)象。例如，在使用Windows系統(tǒng)時(shí)，可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序，當(dāng)你切換到一個(gè)很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有理會(huì)的程序時(shí)，會(huì)聽(tīng)到硬盤(pán)“嘩嘩” 直響。這是因?yàn)檫@個(gè)程序的內(nèi)存被那些頻繁運(yùn)行的程序給“偷走”了，放到了Swap區(qū)中。因此，一旦此程序被放置到前端，它就會(huì)從Swap區(qū)取回自己的數(shù) 據(jù)，將其放進(jìn)內(nèi)存，然后接著運(yùn)行。

需要說(shuō)明一點(diǎn)，并不是所有從物理內(nèi)存中交換出來(lái)的數(shù)據(jù)都會(huì)被放到Swap中(如果這樣的話(huà)，Swap就會(huì)不堪重負(fù))，有相當(dāng)一部分?jǐn)?shù)據(jù)被直接交換到文件 系統(tǒng)。例如，有的程序會(huì)打開(kāi)一些文件，對(duì)文件進(jìn)行讀寫(xiě)(其實(shí)每個(gè)程序都至少要打開(kāi)一個(gè)文件，那就是運(yùn)行程序本身)，當(dāng)需要將這些程序的內(nèi)存空間交換出去 時(shí)，就沒(méi)有必要將文件部分的數(shù)據(jù)放到Swap空間中了，而可以直接將其放到文件里去。如果是讀文件操作，那么內(nèi)存數(shù)據(jù)被直接釋放，不需要交換出來(lái)，因?yàn)橄?次需要時(shí)，可直接從文件系統(tǒng)恢復(fù)；如果是寫(xiě)文件，只需要將變化的數(shù)據(jù)保存到文件中，以便恢復(fù)。但是那些用malloc和new函數(shù)生成的對(duì)象的數(shù)據(jù)則不 同，它們需要Swap空間，因?yàn)樗鼈冊(cè)谖募到y(tǒng)中沒(méi)有相應(yīng)的“儲(chǔ)備”文件，因此被稱(chēng)作“匿名”(Anonymous)內(nèi)存數(shù)據(jù)。這類(lèi)數(shù)據(jù)還包括堆棧中的一 些狀態(tài)和變量數(shù)據(jù)等。所以說(shuō)，Swap空間是“匿名”數(shù)據(jù)的交換空間。

突破128M Swap限制

經(jīng)常看到有些Linux(國(guó)內(nèi)漢化版)安裝手冊(cè)上有這樣的說(shuō)明：Swap空間不能超過(guò)128M。為什么會(huì)有這種說(shuō)法？在說(shuō)明“128M”這個(gè)數(shù)字的來(lái)歷之前，先給問(wèn)題一個(gè)回答：現(xiàn)在根本不存在128M的限制！現(xiàn)在的限制是2G！

Swap空間是分頁(yè)的，每一頁(yè)的大小和內(nèi)存頁(yè)的大小一樣，方便Swap空間和內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換。舊版本的Linux實(shí)現(xiàn)Swap空間時(shí)，用Swap空 間的***頁(yè)作為所有Swap空間頁(yè)的一個(gè)“位映射”(Bit map)。這就是說(shuō)***頁(yè)的每一位，都對(duì)應(yīng)著一頁(yè)Swap空間。如果這一位是1，表示此頁(yè)Swap可用；如果是0，表示此頁(yè)是壞塊，不能使用。這么說(shuō)來(lái)， ***個(gè)Swap映射位應(yīng)該是0，因?yàn)椋?**頁(yè)Swap是映射頁(yè)。另外，***10個(gè)映射位也被占用，用來(lái)表示Swap的版本(原來(lái)的版本是 Swap_space ，現(xiàn)在的版本是swapspace2)。那么，如果說(shuō)一頁(yè)的大小為s，這種Swap的實(shí)現(xiàn)方法共能管理“8 * ( s - 10 ) - 1”個(gè)Swap頁(yè)。對(duì)于i386系統(tǒng)來(lái)說(shuō)s=4096，則空間大小共為133890048，如果認(rèn)為1 MB=2^20 Byte的話(huà)，大小正好為128M。

Swap配置對(duì)性能的影響

分配太多的Swap空間會(huì)浪費(fèi)磁盤(pán)空間，而Swap空間太少，則系統(tǒng)會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。

如果系統(tǒng)的物理內(nèi)存用光了，系統(tǒng)就會(huì)跑得很慢，但仍能運(yùn)行；如果Swap空間用光了，那么系統(tǒng)就會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。例如，Web服務(wù)器能根據(jù)不同的請(qǐng)求數(shù)量衍 生出多個(gè)服務(wù)進(jìn)程(或線(xiàn)程)，如果Swap空間用完，則服務(wù)進(jìn)程無(wú)法啟動(dòng)，通常會(huì)出現(xiàn)“application is out of memory”的錯(cuò)誤，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成服務(wù)進(jìn)程的死鎖。因此Swap空間的分配是很重要的。

通常情況下，Swap空間應(yīng)大于或等于物理內(nèi)存的大小，最小不應(yīng)小于64M，通常Swap空間的大小應(yīng)是物理內(nèi)存的2-2.5倍。但根據(jù)不同的應(yīng)用，應(yīng) 有不同的配置：如果是小的桌面系統(tǒng)，則只需要較小的Swap空間，而大的服務(wù)器系統(tǒng)則視情況不同需要不同大小的Swap空間。特別是數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和Web 服務(wù)器，隨著訪(fǎng)問(wèn)量的增加，對(duì)Swap空間的要求也會(huì)增加，具體配置參見(jiàn)各服務(wù)器產(chǎn)品的說(shuō)明。

另外，Swap分區(qū)的數(shù)量對(duì)性能也有很大的影響。因?yàn)镾wap交換的操作是磁盤(pán)IO的操作，如果有多個(gè)Swap交換區(qū)，Swap空間的分配會(huì)以輪流的方 式操作于所有的Swap，這樣會(huì)大大均衡IO的負(fù)載，加快Swap交換的速度。如果只有一個(gè)交換區(qū)，所有的交換操作會(huì)使交換區(qū)變得很忙，使系統(tǒng)大多數(shù)時(shí)間 處于等待狀態(tài)，效率很低。用性能監(jiān)視工具就會(huì)發(fā)現(xiàn)，此時(shí)的CPU并不很忙，而系統(tǒng)卻慢。這說(shuō)明，瓶頸在IO上，依靠提高CPU的速度是解決不了問(wèn)題的。

建立一個(gè)有連續(xù)空間的空白文件

服務(wù)器的物理內(nèi)存是512MB，按照1.5~2倍原則，我將swap文件設(shè)置為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  
#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命令讓系統(tǒng)使用這個(gè)文件作為swap文件。但是這個(gè)文件不能直接使用，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)：

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

必須先使用mkswap將文件格式化成swap格式（不知道為什么會(huì)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  
root@aliyun:/srv# mkswap SWAPFILE 1048576  
Setting up swapspace version 1, size = 1048572 KiB  
no label, UUID=1aaed031-33ef-479b-a9a4-2f008a7bbb2f  

使用格式化完畢的文件：

root @aliyun :/srv# swapon SWAPFILE  
root@aliyun:/srv# swapon SWAPFILE  

查看文件使用情況：

root@aliyun:/srv# swapon -s Filename Type Size Used Priority /srv/SWAPFILE file 1048572 95852 -1  
root@aliyun:/srv# swapon -s  
Filename                                Type            Size    Used    Priority  
/srv/SWAPFILE                           file            1048572 95852   -1  

加入自動(dòng)啟用

為避免重啟后swapfile生效，可以將啟用swap的代碼加入啟動(dòng)文件中，對(duì)于ubuntu server，編輯/etc/rc.local文件，加入以下內(nèi)容（具體文件路徑自定）：

swapon /srv/SWAPFILE  
swapon /srv/SWAPFILE  

或者

修改/etc/fstab文件，加入以下內(nèi)容：

/srv/SWAPFILE swap swap defaults 0 0  
/srv/SWAPFILE   swap    swap    defaults        0       0  

 原文鏈接：http://my.oschina.net/renguijiayi/blog/299150