1.背景介绍
这篇文章介绍一下Linux中swap与memory。对于memory没什么可说的就是机器的物理内存，读写速度低于cpu一个量级，可是高于磁盘不止一个量级。因此，程序和数据若是在内存的话，会有很是快的读写速度。可是，内存的造价是要高于磁盘的，虽然相对来讲价格一直在下降。除此以外，内存的断电丢失数据也是一个缘由说不能把全部数据和程序都保存在内存中。既然不能所有使用内存，那数据还有程序确定不可能一直霸占在内存中。当内存没有可用的，就必需要把内存中不常常运行的程序给踢出去。可是踢到哪里去，这时候swap就出现了。
swap全称为swap place，即交换区，当内存不够的时候，被踢出的进程被暂时存储到交换区。当须要这条被踢出的进程的时候，就从交换区从新加载到内存，不然它不会主动交换到真实内存中。
2.swap介绍
在详细介绍swap以前，咱们须要知道的是计算机对内存分为物理内存与虚拟内存(注意虚拟内存和虚拟地址空间的区别)。物理内存就是计算机的实际内存大小，由RAM芯片组成的。虚拟内存则是虚拟出来的、使用磁盘代替内存。虚拟内存的出现，让机器内存不够的状况获得部分解决。当程序运行起来由操做系统作具体虚拟内存到物理内存的替换和加载(相应的页与段的虚拟内存管理)。
这里的虚拟内存即所谓的swap。
当用户提交程序，而后产生进程，在机器上运行。机器会判断当前物理内存是否还有空闲容许进程调入内存运行，若是有那么则直接调入内存进行运行；若是没有，那么会根据优先级选择一个进程挂起，把该进程交换到swap中等待，而后把新的进程调入到内存中运行。根据这种换入和换出，实现了内存的循环利用，让用户感受不到内存的限制。从这也能够看出swap扮演了一个很是重要的角色，就是暂存被换出的进程。
内存与swap之间是按照内存页为单位来交换数据的，通常Linux中页的大小设置为4kb。而内存与磁盘则是按照块来交换数据的。
3.swap的设置
从上能够看出，当物理内存使用完或者达到必定比例以后，咱们可使用swap作临时的内存使用。当物理内存和swap都被使用完那么就会出错，out of memory。对于使用多大比例内存以后开始使用swap，在系统的配置文件中能够经过调整参数进行修改。cat /proc/sys/vm/swappiness 60
该参数能够从0-100进行设置。0就是最大限度使用内存，尽可能不使用swap；100就是积极使用swap。这个具体的经过系统的算法进行肯定。
物理内存咱们是没法更改的，因此swap的大小设置将会影响应用可否正常运行。那么swap大小如何肯定。根据centos官网介绍能够得出以下公式：M = Amount of RAM in GB, and S = Amount of swap in GB, then If M < 2, S = M *2 Else S = M + 2。并且其最小不该该小于32M(never less than 32 MB.)。
swap分区的数量对性能也有很大的影响。由于swap毕竟仍是以磁盘来假装成内存，交换的操做是磁盘IO的操做而不是内存的load与store操做。若是有多个swap交换区，每一个swap会有必定的优先级，该优先级也能够调整。swap空间的分配会以轮流的方式操做于全部的swap，这样会大大均衡IO的负载，加快swap交换的速度。
四：swap相关命令
swapon/swapoff swap-disk_name：启动和关闭相应的swap_disk_name
swapon -s ：能够查看当期swap的使用状况，也能够经过 cat /proc/swaps命令查看
四、linux的swap内存
通常状况下不会用到swap的，通常物理内存使用在90%以上(默认是这个数，能够自行在/etc/sysctl.conf里设置vm.swappiness参数)，但有的时候，内存会被缓存占用，致使系统开始使用swap空间，此时就须要清理下swap了 这里先说下vm.swappiness参数，设置成vm.swappiness＝10：就是说当内存使用90%以上才会使用swap空间 node
第一步：先执行sync命令linux
#sync算法
sync命令用于强制被改变的内容马上写入磁盘，更新超块信息，以防止释放，sync命令则可用来强制将内存缓冲区中的数据当即写入磁盘中。centos
第二步：(若是仅仅是清理swap的话，这一步能够不执行)缓存
#echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches1oracle
此指令输入当即生效，意在释放全部缓存。 关于drop_caches： drop_caches的详细文档以下： Writing to this will cause the kernel to drop clean caches, dentries and inodes from memory, causing that memory to become free. To free pagecache: * echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches To free dentries and inodes: * echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches To free pagecache, dentries and inodes: * echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches As this is a non-destructive operation, and dirty objects are notfreeable, the user should run “sync” first in order to make sure allcached objects are freed. This tunable was added in 2.6.16. **echo 1:释放页面缓存 echo 2:释放目录文件和inodes echo 3:释放全部缓存(页面缓存，目录文件和inodes)** 以下图是执行完echo3 的cache的对比：app
第三步：关闭swap,再开户swapless
#swapoff -a #swapon -a12ide
如今看swap的used的那一项为零了，说明已经清空工具
在Linux下查看内存咱们通常用free命令：
[root@scs-2 tmp]# free
total used free shared buffers cached
Mem: 3266180 3250004 16176 0 110652 2668236
Swap: 2048276 80160 1968116下面是对Linux查看内存命令中这些数值的解释：
total:总计物理内存的大小。 used:已使用多大。 free:可用有多少。 Shared:多个进程共享的内存总额。 Buffers/cached:磁盘缓存的大小。
区别：第二行(mem)的used/free与第三行(-/+ buffers/cache) used/free的区别。 这两个的区别在于使用的角度来看，第一行是从OS的角度来看，由于对于OS，buffers/cached 都是属于被使用，因此他的可用内存是16176KB,已用内存是3250004KB,其中包括，内核(OS)使用+Application(X, oracle,etc)使用的+buffers+cached. 第三行所指的是从应用程序角度来看，对于应用程序来讲，buffers/cached 是等于可用的，由于buffer/cached是为了提升文件读取的性能，当应用程序需在用到内存的时候，buffer/cached会很快地被回收。 因此从应用程序的角度来讲，可用内存=系统free memory+buffers+cached。 如上例： 2795064=16176+110652+2668236
接下来解释何时内存会被交换，以及按什么方交换。 当可用内存少于额定值的时候，就会开会进行交换。 Linux查看内存命令时如何看额定值： cat /proc/meminfo [root@scs-2 tmp]# cat /proc/meminfo MemTotal: 3266180 kB MemFree: 17456 kB Buffers: 111328 kB Cached: 2664024 kB SwapCached: 0 kB Active: 467236 kB Inactive: 2644928 kB HighTotal: 0 kB HighFree: 0 kB LowTotal: 3266180 kB LowFree: 17456 kB SwapTotal: 2048276 kB SwapFree: 1968116 kB Dirty: 8 kB Writeback: 0 kB Mapped: 345360 kB Slab: 112344 kB Committed_AS: 535292 kB PageTables: 2340 kB VmallocTotal: 536870911 kB VmallocUsed: 272696 kB VmallocChunk: 536598175 kB HugePages_Total: 0 HugePages_Free: 0 Hugepagesize: 2048 kB
用free -m查看的结果： [root@scs-2 tmp]# free -m total used free shared buffers cached Mem: 3189 3173 16 0 107 2605 -/+ buffers/cache: 460 2729 Swap: 2000 78 1921
查看/proc/kcore文件的大小(内存镜像)： [root@scs-2 tmp]# ll -h /proc/kcore -r-------- 1 root root 4.1G Jun 12 12:04 /proc/kcore
备注：占用内存的测量 测量一个进程占用了多少内存，linux为咱们提供了一个很方便的方法，/proc目录为咱们提供了全部的信息，实际上top等工具也经过这里来获取相应的信息。 /proc/meminfo 机器的内存使用信息 /proc/pid/maps pid为进程号，显示当前进程所占用的虚拟地址。 /proc/pid/statm 进程所占用的内存 [root@localhost ~]# cat /proc/self/statm 654 57 44 0 0 334 0
Linux查看内存命令的输出解释 CPU 以及CPU0。。。的每行的每一个参数意思(以第一行为例)为：
参数 解释 /proc//status Size (pages) 任务虚拟地址空间的大小 VmSize/4 Resident(pages) 应用程序正在使用的物理内存的大小 VmRSS/4 Shared(pages) 共享页数 \ Trs(pages) 程序所拥有的可执行虚拟内存的大小 VmExe/4 Lrs(pages) 被映像到任务的虚拟内存空间的库的大小 VmLib/4 Drs(pages) 程序数据段和用户态的栈的大小 (VmData+ VmStk )4
dt(pages) 04
查看机器可用内存 /proc/28248/>free total used free shared buffers cached Mem: 1023788 926400 97388 0 134668 503688 -/+ buffers/cache: 288044 735744 Swap: 1959920 89608 1870312
咱们经过free命令查看机器空闲内存时，会发现free的值很小。这主要是由于，在linux中有这么一种思想，内存不用白不用，所以它尽量的cache和buffer一些数据，以方便下次使用。但实际上这些内存也是能够马上拿来使用的。
因此 空闲内存=free+buffers+cached=total-used
