Linux中如何使用和管理交換空間

　　給計(jì)算機(jī)配置交換空間可以充分利用系統(tǒng)，在物理內(nèi)存被充滿時(shí)使用，那么Linux下要如何使用Linux交換空間呢？Linux交換空間又要如何管理呢？下面小編就給大家介紹下Linux下使用交換空間的方法，一起來學(xué)習(xí)下吧。

　　一、UNIX如何使用交換空間

　　所有 UNIX 操作系統(tǒng)都支持某種虛擬內(nèi)存 （VM） 系統(tǒng)。使用 VM 系統(tǒng)，您有兩個(gè)主要區(qū)域來存儲(chǔ)有關(guān)活動(dòng)應(yīng)用程序及其使用的數(shù)據(jù)的信息——物理隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器 （RAM） 和硬盤驅(qū)動(dòng)器上分配的空間。

　　在具有 VM 的計(jì)算機(jī)中，可加載到內(nèi)存中的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)量可以大于物理 RAM，因?yàn)闆]有活動(dòng)地使用的應(yīng)用程序和信息被交換 到了磁盤上（交換空間 這個(gè)術(shù)語由此得名）。

　　VM 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，物理 RAM 得到了更有效的利用——這是因?yàn)樗鼉H包含正在執(zhí)行的應(yīng)用程序和正在使用的數(shù)據(jù)。由于 RAM 比硬盤空間快，您從活動(dòng)地加載的應(yīng)用程序中獲得了所需的性能，同時(shí)還得益于能夠運(yùn)行比通常所支持的更多的應(yīng)用程序。

　　其結(jié)果是您獲得了大得多的可尋址內(nèi)存空間（在 32 為系統(tǒng)上為 4GB，在 64 位系統(tǒng)上則更大），從而使得應(yīng)用程序開發(fā)更加容易，同時(shí)仍然提供高性能。

　　二、設(shè)置交換空間值

　　您在計(jì)算機(jī)上配置的交換空間量主要取決于應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)。如果交換空間太小，則可能無法運(yùn)行您希望運(yùn)行的所有應(yīng)用程序，而如果交換空間太大，則可能在浪費(fèi)那些從未使用的磁盤空間。您可能還會(huì)間接地使得系統(tǒng)過載，因?yàn)榕c太小的交換空間相比，太大的交換空間會(huì)導(dǎo)致糟糕的性能，這是由于與系統(tǒng)執(zhí)行實(shí)際處理所花的時(shí)間相比，它在換入和換出頁面上所花的時(shí)間更多。

　　不同的 UNIX 變體以不同的方式使用它們的交換空間。有些變體僅在已經(jīng)使用完物理內(nèi)存時(shí)才使用交換空間。其他變體則對(duì)所有非活動(dòng)的應(yīng)用程序和未使用的頁面使用交換空間。有些變體保留所有應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)副本——同時(shí)包括內(nèi)存和交換空間中的應(yīng)用程序。缺省情況下，有些變體避免使用交換空間，并盡可能提供某種機(jī)制來允許您調(diào)整交換空間的使用方式。許多變體使用這些不同安排的組合來充分利用它們的交換空間。

　　例如在 Linux® 中，當(dāng)您使用 2.6 內(nèi)核時(shí)，可以通過設(shè)置 /etc/sysctl.conf 中的 vm.swappiness 值來調(diào)整系統(tǒng)的 swappiness。較高的值導(dǎo)致交換更多頁面，較低的值導(dǎo)致將更多應(yīng)用程序保留在內(nèi)存中（即使這些應(yīng)用程序處于空閑狀態(tài)）。

　　除了這些基礎(chǔ)之外，還有許多關(guān)于應(yīng)該如何配置 VM 和應(yīng)該分配多少磁盤空間的觀點(diǎn)和規(guī)則。下面總結(jié)了其中一些方法：

　　1. 有些管理員認(rèn)為，您的交換空間決不應(yīng)該少于物理 RAM。由于其中的 VM 使用方式，這是較舊的 UNIX 版本（尤其是 SunOS）的一個(gè)要求。從理論上講，擁有比物理 RAM 更多的 VM 可以使操作系統(tǒng)能夠在系統(tǒng)變得空閑時(shí)將所有當(dāng)前進(jìn)程換出到磁盤上，并且能夠提高系統(tǒng)的性能，因?yàn)榭梢詫⑿逻M(jìn)程直接加載到 RAM 中，而不必預(yù)先交換應(yīng)用程序。

　　2.對(duì)于開發(fā)系統(tǒng)，許多管理員都贊成應(yīng)該有與 RAM 一樣多的 VM。采用這種方法的原因在于，交換空間還在系統(tǒng)故障期間用作轉(zhuǎn)儲(chǔ)活動(dòng)內(nèi)存的位置；然后可以在啟動(dòng)期間重新加載所存儲(chǔ)的內(nèi)存轉(zhuǎn)儲(chǔ)，并將其保存為內(nèi)核核心文件。如果所配置的交換空間小于物理 RAM，此類轉(zhuǎn)儲(chǔ)就無法實(shí)現(xiàn)。

　　3.在高性能部署環(huán)境中，由于您只希望將應(yīng)用程序活動(dòng)地保留在內(nèi)存中，并且不需要大量的交換，您可以配置盡可能小的 VM。崩潰恢復(fù)不是必需的，而確定物理 RAM 的潛在缺乏（由于交換空間用盡）的能力可以提供警告，使您知道應(yīng)用程序環(huán)境未得到優(yōu)化或者您需要升級(jí) RAM。

　　4.對(duì)于桌面環(huán)境，擁有非常大的 VM 分配可能對(duì)您有利，因?yàn)樗�使您能夠運(yùn)行大量的應(yīng)用程序（其中許多應(yīng)用程序可能是空閑的，可以容易地交換，從而使更多 RAM 對(duì)活動(dòng)應(yīng)用程序可用）。

　　選擇正確的交換空間量很大程度上取決于您所配置的平臺(tái)——其預(yù)期用途和您希望如何處理可用 VM 缺乏的情況。

　　下面是一些保守值：

　　1. 在桌面系統(tǒng)上，至少分配與物理 RAM 一樣多的交換空間。

　　2. 在服務(wù)器上，至少分配可用 RAM 的 50% 作為交換空間。一旦頭腦中有了大體數(shù)字，您就需要配置交換空間。

　　三、配置交換空間

　　所有 UNIX 系統(tǒng)都有多種類型的交換空間。主交換空間是通常在啟動(dòng)時(shí)配置的交換空間，并且通常是作為操作系統(tǒng)安裝的一部分來設(shè)置的。所有 UNIX 系統(tǒng)通常都有一個(gè)主交換空間分配。

　　交換空間的創(chuàng)建和配置方式隨不同的系統(tǒng)而異。在 Linux 下，用于交換的磁盤分區(qū)是通過分區(qū) ID 來標(biāo)識(shí)的，該分區(qū)必須通過 mkswap 命令來初始化：

　　代碼如下：

　　$ mkswap /dev/sda2

　　在大多數(shù)傳統(tǒng) UNIX 環(huán)境中，您可以使用任何可用分區(qū)而無需進(jìn)行任何準(zhǔn)備工作。在 HP-UX、AIX® 和 Linux 上，您可以使用 swapon 命令來將分區(qū)添加到可用的交換空間：

　　代碼如下：

　　$ swapon /dev/sda2

　　在 Solaris 上，您可以使用 swap 命令來將交換空間添加到系統(tǒng)：

　　代碼如下：

　　$ swap -a /dev/dsk/c0t0d0s2

　　請(qǐng)注意，以這種方式添加的交換空間在重新啟動(dòng)后不會(huì)保留。若要永久地將交換空間添加到系統(tǒng)，您必須配置啟動(dòng)配置文件之一來自動(dòng)啟用交換空間分配。

　　四、添加啟動(dòng)時(shí)交換空間

　　在大多數(shù) UNIX 變體下，交換空間都是作為內(nèi)核初始化的一部分在啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)添加的。大多數(shù)變體使用文件系統(tǒng)安裝文件（/etc/fstab、/etc/vfstab 或 /etc/filesystems）中的行來指定要用作交換空間的分區(qū)。您可以從 Solaris 的 /etc/vfstab 文件中看到這樣一個(gè)示例

　　在 Solaris 中指定要用作交換空間的分區(qū)：

　　代碼如下：

　　#device device mount FS fsck mount mount

　　#to mount to fsck point type pass at boot options

　　#

　　fd - /dev/fd fd - no -

　　/proc - /proc proc - no -

　　/dev/dsk/c0d0s1 - - swap - no -

　　/dev/dsk/c0d0s0 /dev/rdsk/c0d0s0 / ufs 1 no -

　　/dev/dsk/c0d0s7 /dev/rdsk/c0d0s7 /export/home ufs 2 yes -

　　/devices - /devices devfs - no -

　　ctfs - /system/contract ctfs - no -

　　objfs - /system/object objfs - no -

　　swap - /tmp tmpfs - yes -

　　下面顯示了 Linux 中的 /etc/fstab 文件示例

　　代碼如下：

　　# 《fs》 《mountpoint》 《type》 《opts》

　　《dump/pass》

　　/dev/sda1 /boot ext2 noauto，noatime 1 1

　　/dev/sda3 / ext3 noatime 0 0

　　/dev/sda2 none swap sw 0 0

　　/dev/hda1 /var/lib/mysql ext3 noatime 1 2

　　/dev/hdb1 /export/data ext3 noatime 1 2

　　/dev/hde1 /export/home ext3 noatime 1 2

　　/dev/hde2 /var/tmp ext3 noatime 1 2

　　/dev/hde3 /usr/portage/distfiles ext3 noatime 1 2

　　/dev/hde4 /tmp ext3 noatime 1 2

　　/dev/cdroms/cdrom0 /mnt/cdrom iso9660 noauto，ro 0 0

　　none /proc proc defaults 0 0

　　最后，您可以在 AIX 中使用 /etc/swapspaces 文件來配置交換空間分區(qū)

　　代碼如下：

　　* This file is modified by the chps， mkps and rmps commands and referenced

　　* by the lsps and swapon commands.

　　hd6：

　　dev = /dev/hd6

　　paging00：

　　dev = /dev/paging00

　　paging01：

　　dev = /dev/paging01

　　您應(yīng)該使用對(duì)應(yīng)的命令或 Smitty 工具來修改該文件內(nèi)容，而不要直接編輯該文件。

　　若要?jiǎng)h除額外的交換空間，您可以使用對(duì)應(yīng)的 swapoff 或 swap -d 命令來禁用該交換分區(qū)。然而要注意，您只能禁用當(dāng)前未使用的交換分區(qū)，并且不能禁用主交換分區(qū)。

　　五、添加臨時(shí)交換容量

　　有時(shí)您可能會(huì)用盡已配置的交換空間分區(qū)，從而在短時(shí)間內(nèi)需要更多 VM，直到您能夠組織某種更永久性的解決方案。如果有某個(gè)分區(qū)可用，您可以按照上面在配置交換分區(qū)部分中的介紹來準(zhǔn)備它。

　　如果沒有空余的分區(qū)可用，您可以創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)文件，并將它們臨時(shí)添加到可用交換池中。大多數(shù)系統(tǒng)甚至允許您在 NFS 安裝的文件系統(tǒng)上使用交換文件，當(dāng)您沒有本地磁盤空間可用時(shí)，就可以使用這樣的文件系統(tǒng)。

　　若要將文件用于交換空間，請(qǐng)首先創(chuàng)建一個(gè)適當(dāng)?shù)奈募�。mkfile》 命令在這里最合適，因?yàn)樗�提供了�?chuàng)建大型文件的簡(jiǎn)單方法。您可以在命令行指定文件名和文件大�。�

　　代碼如下：

　　mkfile 512m /export/data/swapfile

　　然后可以像添加分區(qū)一樣添加該文件：

　　代碼如下：

　　$ swap -a /export/data/swapfile

　　or

　　代碼如下：

　　$ swapon /export/data/swapfile

　　以這種方式使用的交換文件通常決不是針對(duì)交換空間問題的長(zhǎng)期解決方案。您應(yīng)該盡快為交換空間配置專用分區(qū)。

　　六、監(jiān)視交換空間使用情況

　　交換空間及其使用情況的監(jiān)視包括兩個(gè)方面：當(dāng)前使用情況和活動(dòng)使用情況。您可以在各種 UNIX 變體中找到一批不同的工具，它們報(bào)告可用空閑內(nèi)存和 VM 使用情況以及當(dāng)前使用情況。

　　在 Solaris 下，swap 工具提供了大多數(shù)交換接口功能，包括報(bào)告使用情況和可用設(shè)備。例如，若要獲得已配置的交換設(shè)備列表，如在 Solaris 下監(jiān)視交換空間使用情況

　　代碼如下：

　　$ swap -l

　　swapfile dev swaplo blocks free

　　/dev/dsk/c0d0s1 102，1 8 1220928 1220928

　　在 AIX 下，您可以使用 lsps 工具來獲得同樣的信息

　　代碼如下：

　　$ lsps -a

　　Page Space Physical Volume Volume Group Size %Used Active Auto

　　hd6 hdisk0 rootvg 2048MB 3 yes yes

　　在 Linux 下，您可以使用 swapon 工具

　　代碼如下：

　　$ swapon -s

　　Filename Type Size Used Priority

　　/dev/sda2 partition 1004052 319744 -1

　　在上述每個(gè)示例中，您都可以看到可用交換空間位置列表及其用途，并大致了解交換空間的當(dāng)前使用量情況。

　　這些快照視圖非常有用，但它們僅顯示了當(dāng)前使用情況。其中有關(guān)交換空間的定期或全面使用情況的信息非常少。出于性能的考慮，或者在診斷您懷疑可能與交換空間有關(guān)的問題時(shí)，您通常需要內(nèi)存和分頁使用情況的更加交互式的視圖。

　　七、活動(dòng) VM 監(jiān)視

　　vmstat 命令可以提供虛擬內(nèi)存使用情況的長(zhǎng)期視圖，包括提供有關(guān)交換空間與 RAM 之間正在活動(dòng)地交換的內(nèi)存量的信息。在命令行上，您需要指定要在報(bào)告統(tǒng)計(jì)信息時(shí)使用的間隔（以秒為單位）。結(jié)果輸出顯示了大量的信息，并且可用于做出有關(guān) VM 配置和分配的決策。

　　下面顯示了針對(duì) Solaris 計(jì)算機(jī)的輸出示例（間隔為五秒）

　　代碼如下：

　　kthr memory page disk faults cpu

　　r b w swap free re mf pi po fr de sr cd cd cd cd in sy cs us sy id

　　0 0 0 945932 385632 9 36 13 0 1 0 100 3 0 0 0 413 172 87 0 36 63

　　0 0 0 944616 384068 0 8 3 0 0 0 0 0 0 0 0 654 21 51 0 1 99

　　0 0 0 944612 384064 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 596 21 52 0 1 99

　　0 0 0 944612 384064 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 694 12 48 0 1 99

　　0 0 0 944612 384064 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 658 11 50 0 1 99

　　0 0 0 944612 384064 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 576 18 52 0 1 99

　　0 0 0 944500 383988 115 850 1 0 0 0 0 0 0 0 0 612 1656 120 1 5 94

　　0 0 0 942060 382444 6 62 0 0 0 0 0 0 0 0 0 669 256 146 0 2 98

　　0 0 0 942048 382432 9 105 0 0 0 0 0 0 0 0 0 699 414 188 0 2 98

　　0 0 0 946188 388188 481 2400 10 10 10 0 0 5 0 0 0 595 12613 6082 6 18 76

　　0 0 0 944488 386308 769 4753 1 8 8 0 0 7 0 0 0 625 15705 6285 8 29 63

　　0 0 0 943128 385104 839 5194 176 9 9 0 0 14 0 0 0 579 16077 6304 8 32 60

　　0 0 0 937692 377628 32 209 2 0 0 0 0 2 0 0 0 654 403 131 0 2 97

　　0 0 0 937228 377208 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 647 38 63 0 1 99

　　0 0 0 937220 377200 121 980 0 0 0 0 0 0 0 0 0 623 1246 218 1 6 93

　　0 0 0 937348 377320 126 1044 2 1 1 0 0 3 0 0 0 667 1266 228 1 7 93

　　0 0 0 937428 377408 57 686 0 0 0 0 0 0 0 0 0 702 890 180 1 5 94

　　0 0 0 937436 377404 72 861 0 0 0 0 0 54 0 0 0 689 1113 295 1 6 93

　　其中存在許多列——有些列比另一些列更重要。關(guān)鍵的列包括：

　　* swap——顯示可用的總交換空間

　　* free——顯示空閑的交換空間量

　　* pi——換入的千字節(jié)數(shù)

　　* po——換出的千字節(jié)數(shù)

　　* fr——空閑的千字節(jié)數(shù)

　　非常低的空閑空間量和較高的換入或換出頁數(shù)可能表明 VM 不足，非常高的換入和換出頁數(shù)可能表明物理 RAM 不足。

　　八、將交換空間用于臨時(shí)存儲(chǔ)

　　在某些 UNIX 變體下，特別是 Solaris 和 Linux，您可以使用 tmpfs 文件系統(tǒng)；該文件系統(tǒng)使用 VM 作為存儲(chǔ)空間。當(dāng)您有充足的 RAM 時(shí)，這提供了支持超快速磁盤訪問的理想方法；未使用的文件將交換到磁盤上。其結(jié)果是實(shí)現(xiàn)了快速訪問最常用文件的高效解決方案，并且它可以顯著提高應(yīng)用程序速度，例如軟件開發(fā)，其中要在編譯過程期間創(chuàng)建大量的臨時(shí)文件。

　　上面就是Linux下交換空間的使用方法介紹了，如果你的系統(tǒng)空間滿了，可配置交換空間解決該問題，但交換空間內(nèi)存有限，光靠交換空間只能暫時(shí)解決問題。