Swap
本文介紹了GNU/Linux上的 交換空間和分頁。它將教您如何創建或啟用交換分區或交換文件。
以下引用來自於 關於 Linux Swap 空間:
- Linux 將物理內存分為內存段，叫做頁面。交換是指內存頁面被複製到預先設定好的硬盤空間(叫做交換空間)的過程，目的是釋放這份內存頁面。物理內存和交換空間的總大小是可用的虛擬內存的總量。
swap 支持由 Linux 內核和來自 util-linux包 軟件包的用户空間實用程序提供。
交換空間[編輯 | 編輯原始碼]
交換空間可以是磁盤的一個分區，也可以是一個文件。用户可以在安裝時或安裝後的任何時候創建交換空間。交換空間有兩種用途：第一，是將虛擬內存擴大到超過已安裝的物理內存（RAM）的容量；第二，是用於 suspend-to-disk 支持。
使用swap擴展您的虛擬內存是否有好處取決與您的物理內存。如果物理內存不足以支撐您日常使用全部的程序的話（體現在日常使用時內存滿了導致的卡頓，死機），使用swap也許會對您有些幫助。這樣可以避免 out of memory conditions，Linux內核OOM Killer機制將嘗試通過殺進程的方式來自動釋放內存。如果您想讓虛擬內存足夠使用，請添加相應的差值（或更多）作為交換空間。
啟用交換的最大缺點是性能較低，請參閱：#性能優化。因此，啟用swap是個人喜好問題：當物理內存用完時，有些人更喜歡殺死程序而不是啟用交換，而另一些人更喜歡啟用交換和較慢的系統。
要檢查交換空間的狀態，使用
$ swapon --show
或者顯示物理內存以及交換使用情況：
$ free -h
交換分區[編輯 | 編輯原始碼]
交換分區可以用大多數 GNU/Linux 分區工具(例如 fdisk, cfdisk) 創建。交換分區在 MBR 中的類型為 82，在 GPT 中的類型為 0657FD6D-A4AB-43C4-84E5-0933C84B4F4F。
要將分區設置為Linux交換分區，請使用 mkswap(8) 命令。例如：
# mkswap /dev/sdxy
想要啟用一個設備作為交換分區：
# swapon /dev/sdxy
想要啟動時自動啟用交換分區，添加一個條目到 /etc/fstab:
UUID=device_UUID none swap defaults 0 0
UUID可以通過以下命令獲得：
lsblk -no UUID /dev/sdxy
其中 device_UUID 是交換分區的 UUID 。有關文件語法，請參見 fstab。
通過 Systemd 激活[編輯 | 編輯原始碼]
systemd 通過兩種機制來激活 swap 分區。兩種都是 /usr/lib/systemd/system-generators 內的可執行文件。generators 在啟動時運行並為 mounts 創建本地 systemd 單元。第一種機制是通過 systemd-fstab-generator 讀取 fstab 來生成單元，包括 swap 單元。 第二種機制是通過 systemd-gpt-auto-generator 檢查根磁盤來生成單位。這個機制僅在 GPT 磁盤上運行，並可以根據交換分區的GUID類型對其進行標識。詳細信息，請參閱 systemd#GPT partition automounting。
關閉交換分區[編輯 | 編輯原始碼]
使用下面的命令關閉交換分區：
# swapoff /dev/sdxy
也可以使用 -a 參數來關閉所有的交換分區。
因為 swap 通過 systemd 管理，因此會在下一次系統啟動時再次激活。要永久禁用該特性，運行 systemctl --type swap 來查找 .swap 單元，然後 mask 它。
交換文件[編輯 | 編輯原始碼]
相比於使用一個磁盤分區作為交換空間，使用交換文件可以更方便地隨時調整大小或者移除。當磁盤空間有限（例如常規大小的SSD）時，使用交換文件更加理想。
建立交換文件[編輯 | 編輯原始碼]
使用 dd 去創建一個由你自己指定大小的交換文件。例如，創建一個 512 MiB 的交換文件:
# dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=512 status=progress
為交換文件設置權限（交換文件全局可讀是一個巨大的本地漏洞）：
# chmod 0600 /swapfile
創建正確大小的文件後，將其格式化用來作為交換文件：
# mkswap -U clear /swapfile
啟用交換文件：
# swapon /swapfile
最後，編輯 /etc/fstab，在為交換文件添加一個條目：
/etc/fstab
/swapfile none swap defaults 0 0
有關更多信息，請參見 fstab#Usage.
刪除交換文件[編輯 | 編輯原始碼]
如果要刪除一個交換文件，必須先停用它。
作為root運行：
# swapoff /swapfile
然後即可刪除它：
# rm -f /swapfile
最後從 /etc/fstab 中刪除相關條目
在內存中的壓縮塊設備[編輯 | 編輯原始碼]
如果使用了交換文件或分區，默認會支持 zswap。如果使用 zram 內存壓縮塊設備，就不再需要交換文件或分區。zram 和 zswap 的區別請參考 Improving performance#zram or zswap。
交換加密[編輯 | 編輯原始碼]
查看 dm-crypt/交換分區加密。
性能優化[編輯 | 編輯原始碼]
交換操作通常比直接訪問RAM中的數據慢得多。完全禁用交換以提高性能有時會導致性能下降，因為它會減少VFS緩存的可用內存，從而導致更頻繁地使用寶貴的磁盤I/O。
可以調整交換值以提高性能：
交換值(Swappiness)[編輯 | 編輯原始碼]
swappiness sysctl 參數代表了內核對於交換空間的喜好(或厭惡)程度。Swappiness 的值可以是 0 到 200 之間 (在Linux內核版本低於5.8時最大值為100)，默認值為60。設置這個參數為較低的值會減少內存的交換，從而提升一些系統上的響應度。較高值會導致內核嘗試使用交換空間，而值100意味着各IO的喜好(或厭惡)程度相等。眾所周知，在許多系統中，在足夠的內存上使用較低的值可以提高響應能力。
要查看當前交換值(Swappiness)，請執行以下操作：
$ sysctl vm.swappiness
此外，可以讀取文件 /sys/fs/cgroup/memory/memory.swappiness(僅適用於 cgroup v1) 或 /proc/sys/vm/swappiness 以獲得原始整數值。
要臨時設置交換值(Swappiness)，請執行以下操作：
# sysctl -w vm.swappiness=10
要永久設置交換值，請創建sysctl.d(5)配置文件。例如：
/etc/sysctl.d/99-swappiness.conf
vm.swappiness=10
To have the boot loader set swappiness when loading the kernel, add a kernel parameter, e.g. sysctl.vm.swappiness=10.
要測試和了解這可能起作用的原因，請查看 此文章.
VFS 緩存壓力[編輯 | 編輯原始碼]
vm.vfs_cache_pressure 是另外一個影響交換性能的 sysctl 參數，這個參數控制內核回收 VFS 緩存的程度，增大數值會增加回收 VFS 緩存的頻率[1]. 更多信息請閱讀 Linux kernel documentation。
優先級[編輯 | 編輯原始碼]
如果你有多個交換文件或交換分區，你應該考慮給它們各自分配一個優先級值(0 到 32767)。在使用較低優先級的交換區域之前，系統會優先使用較高優先級的交換區域。例如，如果你有一個較快的磁盤 (/dev/sda) 和一個較慢的磁盤 (/dev/sdb)，給較快的設備分配一個更高的優先級。優先級可以在 fstab 中通過 pri 參數指定：
/dev/sda1 none swap defaults,pri=100 0 0 /dev/sdb2 none swap defaults,pri=10 0 0
或者通過 swapon 的 --priority 參數：
# swapon --priority 100 /dev/sda1
如果兩個或更多的區域有同樣的優先級，並且它們都是可用的最高優先級，頁面會按照循環的方式在它們之間分配。
分片[編輯 | 編輯原始碼]
不需要使用 RAID 提高交換的性能，只要在 /etc/fstab 中給交換設備設置相同的優先級，內核會將交換分片到多個設備。詳情請參考 Software-RAID 指南。