Linux性能调优为什么swap升高了

最新推荐文章于 2025-12-10 09:47:30 发布

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1、swap的工作原理

在计算机发展早期，内存相对来说还是比较昂贵的，而且容量普遍不大，计算机在运行程序时难免会遇到内存不足的情况。如果能够在磁盘上划分一块区域当做内存来使用，就可以轻松解决不足的问题了，所以swap便出现了。

但是磁盘的读写性能远远不如内存，所以一定程序上来说，程序真到了使用swap的地步，那说明内存已经不足了。对于高性能应用来说，一般来说一是加大内容配置，再就是不使用swap。

那在使用到时，swap内会存放什么内存数据呢？

我们从之前的文章中知道内存主要用来存储系统的应用、指令、缓存等，这里面可以分类两类：文件页、匿名页。

什么是文件页？
文件页，顾名思义就是内存读取的系统中文件的数据放到内存中，也就是缓存中。

什么是匿名页？
匿名页包含了应用程序进程动态分配的内存，例如堆栈等。

一般使用swap的是匿名页。我们一般称这部分内存数据写入swap叫换入，读取出叫换出。当内存不足时，系统要么利用系统的回收机制回收内存，要么使用swap换入换出，若还是不够，程序便会oom杀掉进程，以确保系统的正常运行。

2、内存的回收机制

前面讲了内存包含文件页和匿名页，但对于这两种类型的回收是不一样的。对文件页的回收，就是直接回收缓存，或者把脏页写回磁盘后再回收。而对匿名页的回收，其实就是通过
Swap的机制，把它们写入磁盘后再释放掉内存。

不管使用哪种方式，在系统内部都要有一套机制来控制何时才会进行回收。在系统有一个值叫pages_min，也就是页最小阈值，可以通过 **
/proc/sys/vm/min_free_kbytes ** 查看。
与之匹配的就有页低阈值（pages_low）和页高阈值（pages_high），而剩余的内存就使用pages_free 来表示。

在系统底层会通过kswapd0 定期扫描内存的使用情况，并根据剩余内存落在这三个阈值的空间位置，进行内存的回收操作。

剩余内存小于页最小阈值，说明进程的可用内存已经耗尽了，只有内核才可以分配内存。
剩余内存落在页最小阈值和页低阈值中间，说明内存压力比较大，剩余内存不多了。这时 kswapd0 会执行内存回收，直到剩余内存大于高阈值为止。
剩余内存落在页低阈值和页高阈值中间，说明内存有一定压力了，但还可以满足新内存的请求。
剩余内存大于页高阈值，说明剩余内存还比较多，没有内存压力。

3、优化swap的使用

1.开启 Swap 后，你可以设置 /proc/sys/vm/min_free_kbytes ，来调整系统定期回收内存的阈值。

在/proc/zoneinfo文件中可以看到内存的使用分配情况，这里面不仅包含Normal，还有DMA、DMA32等，只是这两个使用比较少。

$ cat /proc/zoneinfo  
...  
Node 0, zone   Normal  
 pages free     227894  
       min      14896  
       low      18620  
       high     22344  
...  
     nr_free_pages 227894  
     nr_zone_inactive_anon 11082  
     nr_zone_active_anon 14024  
     nr_zone_inactive_file 539024  
     nr_zone_active_file 923986  
...

2.还可以设置 /proc/sys/vm/swappiness ，来调整文件页和匿名页的回收倾向。

swappiness的值的大小对如何使用swap分区是有着很大的联系的。swappiness=0的时候表示最大限度使用物理内存，然后才是swap空间，swappiness＝100的时候表示积极的使用swap分区，并且把内存上的数据及时的搬运到swap空间里面。

** 这里需要注意，即使参数设置为0，也照样会用swap。 **

linux的基本默认设置为60，也就是说，你的内存在使用到100-60=40%的时候，就开始出现有交换分区的使用。因为内存的速度会比磁盘要快很多，这样子会加大系统IO，同时造的成大量页的换入换出，严重影响系统的性能，所以我们在操作系统层面，要尽可能使用内存，对该参数进行调整。

#临时设置  
sysctl -w vm.swappiness=1或者0  
#永久生效 在/etc/sysctl.conf增加  
vm.swappiness = 0  
执行生效：sysctl -p

4、快速定位swap占用高的进程

按VmSwap使用量对进程排序，输出进程名称、进程ID以及SWAP用量

$ for file in /proc/*/status ; do awk '/VmSwap|Name|^Pid/{printf $2 " " $3}END{ print ""}' $file; done | sort -k 3 -n -r | head

以上命令是对占用swap高的进程进程筛选排序。

5、常用的swap清理方法

swapoff -a && swapon -a

需要说明的是，系统已经开始使用swap了，说明内存已经有压力了，这么强制换出有可能会导致内存问题，还是需要谨慎使用。