如何合理设置Linux的swap分区,由匿名内存看swap分

日期:2019-09-07编辑作者:系统操作

看代码的时候,从能看到通过mmap映射一段匿名内存,但是为什么非要映射一段匿名内存呢,匿名内存到底是干啥用的?对这个问题一直不解,今天google了很多资料,总结一下自己理解的内容。
 
    1 匿名内存的定义
 
    匿名内存是指那些在文件系统里没有相对应的”储备文件“的那些内存,堆和栈空间的内存都属于匿名内存。
 
   2 匿名内存的用途
 
    匿名内存来源于交换分区,即linux下的swap分区。
 
    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。
 
 你可能会经常遇这种现象。例如,在使用linux系统同时运行多个程序时,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
 
    3 swap分区对性能的影响
 
    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。 如果系统的物理内存用光了,系统就会跑得很慢,但仍能运行;如果Swap空间用光了,那么系统就会发生错误。例如,Web服务器能根据不同的请求数量衍生出多个服务进程(或线程),如果Swap空间用完,则服务进程无法启动,通常会出现“application is out of memory”的错误,严重时会造成服务进程的死锁。因此Swap空间的分配是很重要的。
 
   4 swap空间的监测方法
 
    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,此命令可以查看大多数性能指标。
 
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。
 
    5 增加和删除swap空间的方法
 
增加Swap空间,分以下几步:
 
  1)成为超级用户
 
  $su passwd root
 
  2)创建Swap文件
 
  # dd if=/dev/zero of=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。  

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,www.linuxidc.com 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: 

# 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 of=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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