伺服器裡面的swap干什麼用的

1. Swap 機制

當發生了內存泄漏時，或者運行了大內存的應用程序，導致系統的內存資源緊張時，系統又會如何應對呢？

這其實會導致兩種可能結果，內存回收和 OOM 殺死進程。

我們先來看後一個可能結果，內存資源緊張導致的 OOM（Out Of Memory），相對容易理解，指的是系統殺死佔用大量內存的進程，釋放這些內存，再分配給其他更需要的進程。

接下來再看第一個可能的結果，內存回收，也就是系統釋放掉可以回收的內存，比如我前面講過的緩存和緩沖區，就屬於可回收內存。它們在內存管理中，通常被叫做文件頁（File-backed Page）

大部分文件頁，都可以直接回收，以後有需要時，再從磁碟重新讀取就可以了。而那些被應用程序修改過，並且暫時還沒寫入磁碟的數據（也就是臟頁），就得先寫入磁碟，然後才能進行內存釋放。

這些臟頁，一般可以通過兩種方式寫入磁碟。

除了緩存和緩沖區，通過內存映射獲取的文件映射頁，也是一種常見的文件頁。它也可以被釋放掉，下次再訪問的時候，從文件重新讀取。

除了文件頁外，還有沒有其他的內存可以回收呢？比如，應用程序動態分配的堆內存，也就是我們在內存管理中說到的匿名頁（Anonymous Page），是不是也可以回收呢？

我想，你肯定會說，它們很可能還要再次被訪問啊，當然不能直接回收了。非常正確，這些內存自然不能直接釋放。

但是，如果這些內存在分配後很少被訪問，似乎也是一種資源浪費。是不是可以把它們暫時先存在磁碟里，釋放內存給其他更需要的進程？

其實，這正是 linux 的 Swap 機制。Swap 把這些不常訪問的內存先寫到磁碟中，然後釋放這些內存，給其他更需要的進程使用。再次訪問這些內存時，重新從磁碟讀入內存就可以了。

Swap 說白了就是把一塊磁碟空間或者一個本地文件（以下講解以磁碟為例），當成內存來使用。它包括換出和換入兩個過程。

Swap 其實是把系統的可用內存變大了。這樣，即使伺服器的內存不足，也可以運行大內存的應用程序。

我們常見的筆記本電腦的休眠和快速開機的功能，也基於 Swap 。休眠時，把系統的內存存入磁碟，這樣等到再次開機時，只要從磁碟中載入內存就可以。這樣就省去了很多應用程序的初始化過程，加快了開機速度。

既然 Swap 是為了回收內存，那麼 Linux 到底在什麼時候需要回收內存呢？前面一直在說內存資源緊張，又該怎麼來衡量內存是不是緊張呢？

一個最容易想到的場景就是，有新的大塊內存分配請求，但是剩餘內存不足。這個時候系統就需要回收一部分內存（比如前面提到的緩存），進而盡可能地滿足新內存請求。這個過程通常被稱為 直接內存回收 。

除了直接內存回收，還有一個專門的內核線程用來定期回收內存，也就是kswapd0。為了衡量內存的使用情況，kswapd0 定義了三個內存閾值（watermark，也稱為水位），分別是頁最小閾值（pages_min）、頁低閾值（pages_low）和頁高閾值（pages_high）。剩餘內存，則使用 pages_free 表示。

這里，我畫了一張圖表示它們的關系。

kswapd0 定期掃描內存的使用情況，並根據剩餘內存落在這三個閾值的空間位置，進行內存的回收操作。

我們可以看到，一旦剩餘內存小於頁低閾值，就會觸發內存的回收。這個頁低閾值，其實可以通過內核選項 /proc/sys/vm/min_free_kbytes 來間接設置。min_free_kbytes 設置了頁最小閾值，而其他兩個閾值，都是根據頁最小閾值計算生成的，計算方法如下 ：

很多情況下，你明明發現了 Swap 升高，可是在分析系統的內存使用時，卻很可能發現，系統剩餘內存還多著呢。為什麼剩餘內存很多的情況下，也會發生 Swap 呢？

看到上面的標題，你應該已經想到了，這正是處理器的 NUMA （Non-Uniform Memory Access）架構導致的。

關於 NUMA，我在 CPU 模塊中曾簡單提到過。在 NUMA 架構下，多個處理器被劃分到不同 Node 上，且每個 Node 都擁有自己的本地內存空間。

而同一個 Node 內部的內存空間，實際上又可以進一步分為不同的內存域（Zone），比如直接內存訪問區（DMA）、普通內存區（NORMAL）、偽內存區（MOVABLE）等，如下圖所示

先不用特別關注這些內存域的具體含義，我們只要會查看閾值的配置，以及緩存、匿名頁的實際使用情況就夠了。

既然 NUMA 架構下的每個 Node 都有自己的本地內存空間，那麼，在分析內存的使用時，我們也應該針對每個 Node 單獨分析。

你可以通過 numactl 命令，來查看處理器在 Node 的分布情況，以及每個 Node 的內存使用情況。比如，下面就是一個 numactl 輸出的示例：

這個界面顯示，我的系統中只有一個 Node，也就是 Node 0 ，而且編號為 0 和 1 的兩個 CPU， 都位於 Node 0 上。另外，Node 0 的內存大小為 7977 MB，剩餘內存為 4416 MB。

了解了 NUNA 的架構和 NUMA 內存的查看方法後，你可能就要問了這跟 Swap 有什麼關系呢？

實際上，前面提到的三個內存閾值（頁最小閾值、頁低閾值和頁高閾值），都可以通過內存域在 proc 文件系統中的介面 /proc/zoneinfo 來查看。

比如，下面就是一個 /proc/zoneinfo 文件的內容示例：

這個輸出中有大量指標，我來解釋一下比較重要的幾個。

從這個輸出結果可以發現，剩餘內存遠大於頁高閾值，所以此時的 kswapd0 不會回收內存。

當然，某個 Node 內存不足時，系統可以從其他 Node 尋找空閑內存，也可以從本地內存中回收內存。具體選哪種模式，你可以通過 /proc/sys/vm/zone_reclaim_mode 來調整。它支持以下幾個選項：

到這里，我們就可以理解內存回收的機制了。這些回收的內存既包括了文件頁，又包括了匿名頁。

不過，你可能還有一個問題。既然有兩種不同的內存回收機制，那麼在實際回收內存時，到底該先回收哪一種呢？

其實，Linux 提供了一個 /proc/sys/vm/swappiness 選項，用來調整使用 Swap 的積極程度。

swappiness 的范圍是 0-100，數值越大，越積極使用 Swap，也就是更傾向於回收匿名頁；數值越小，越消極使用 Swap，也就是更傾向於回收文件頁。

雖然 swappiness 的范圍是 0-100，不過要注意，這並不是內存的百分比，而是調整 Swap 積極程度的權重，即使你把它設置成 0，當剩餘內存 + 文件頁小於頁高閾值時，還是會發生 Swap。

在內存資源緊張時，Linux 通過直接內存回收和定期掃描的方式，來釋放文件頁和匿名頁，以便把內存分配給更需要的進程使用。

你可以設置 /proc/sys/vm/min_free_kbytes，來調整系統定期回收內存的閾值（也就是頁低閾值），還可以設置 /proc/sys/vm/swappiness，來調整文件頁和匿名頁的回收傾向。

在 NUMA 架構下，每個 Node 都有自己的本地內存空間，而當本地內存不足時，默認既可以從其他 Node 尋找空閑內存，也可以從本地內存回收。

你可以設置 /proc/sys/vm/zone_reclaim_mode ，來調整 NUMA 本地內存的回收策略。

2. linux系統swap是什麼意思

linux系統swap意思：

1、Swap分區，即交換區，系統在物理內存不夠時，與Swap進行交換。 其實，Swap的調整對Linux伺服器，特別是Web伺服器的性能至關重要。通過調整Swap，有時可以越過系統性能瓶頸，節省系統升級費用。
2、眾所周知，現代操作系統都實現了「虛擬內存」這一技術，不但在功能上突破了物理內存的限制，使程序可以操縱大於實際物理內存的空間，更重要的是，「虛擬內存」是隔離每個進程的安全保護網，使每個進程都不受其它程序的干擾。
3、計算機用戶會經常遇這種現象。例如，在使用Windows系統時，可以同時運行多個程序，當你切換到一個很長時間沒有理會的程序時，會聽到硬碟「嘩嘩」直響。這是因為這個程序的內存被那些頻繁運行的程序給「偷走」了，放到了Swap區中。因此，一旦此程序被放置到前端，它就會從Swap區取回自己的數據，將其放進內存，然後接著運行。