SWAP/swappiness/kswapd原理，swap分區(qū)優(yōu)先級(jí)的妙用
概述
本文討論的swap基于Linux4.4內(nèi)核代碼。Linux內(nèi)存管理是一套非常復(fù)雜的系統(tǒng)，而swap只是其中一個(gè)很小的處理邏輯。
希望本文能讓讀者了解Linux對(duì)swap的使用大概是什么樣子。閱讀完本文，應(yīng)該可以幫你解決以下問題：
1、swap到底是干嘛的？
2、swappiness到底是用來調(diào)節(jié)什么的？
3、kswapd什么時(shí)候會(huì)進(jìn)行swap操作？
4、什么是內(nèi)存水位標(biāo)記？
5、swap分區(qū)的優(yōu)先級(jí)（priority）有啥用？
1、什么是SWAP，到底是干嘛的？
我們一般所說的swap，指的是一個(gè)交換分區(qū)或文件。在Linux上可以使用swapon -s命令查看當(dāng)前系統(tǒng)上正在使用的交換空間有哪些，以及相關(guān)信息：
從功能上講，交換分區(qū)主要是在內(nèi)存不夠用的時(shí)候，將部分內(nèi)存上的數(shù)據(jù)交換到swap空間上，以便讓系統(tǒng)不會(huì)因內(nèi)存不夠用而導(dǎo)致oom或者更致命的情況出現(xiàn)。
所以，當(dāng)內(nèi)存使用存在壓力，開始觸發(fā)內(nèi)存回收的行為時(shí)，就可能會(huì)使用swap空間。
內(nèi)核對(duì)swap的使用實(shí)際上是跟內(nèi)存回收行為緊密結(jié)合的。那么關(guān)于內(nèi)存回收和swap的關(guān)系，我們需要思考以下幾個(gè)問題：
為什么要進(jìn)行內(nèi)存回收？
哪些內(nèi)存可能會(huì)被回收呢？
回收的過程中什么時(shí)候會(huì)進(jìn)行交換呢？
具體怎么交換？
下面我們就從這些問題出發(fā)，一個(gè)一個(gè)進(jìn)行分析。
內(nèi)核之所以要進(jìn)行內(nèi)存回收的主要原因有兩個(gè)：
1、內(nèi)核需要為任何時(shí)刻突發(fā)到來的內(nèi)存申請(qǐng)?zhí)峁┳銐虻膬?nèi)存，所以一般情況下保證有足夠的free空間對(duì)于內(nèi)核來說是必要的。
2、Linux內(nèi)核使用cache的策略雖然是不用白不用，內(nèi)核會(huì)使用內(nèi)存中的page cache對(duì)部分文件進(jìn)行緩存，以便提升文件的讀寫效率。所以內(nèi)核有必要設(shè)計(jì)一個(gè)周期性回收內(nèi)存的機(jī)制，以便cache的使用和其他相關(guān)內(nèi)存的使用不至于讓系統(tǒng)的剩余內(nèi)存長(zhǎng)期處于很少的狀態(tài)。
當(dāng)真的有大于空閑內(nèi)存的申請(qǐng)到來的時(shí)候，會(huì)觸發(fā)強(qiáng)制內(nèi)存回收。
內(nèi)核在應(yīng)對(duì)這兩類回收的需求分別實(shí)現(xiàn)了兩種不同的機(jī)制：
1、使用kswapd進(jìn)程對(duì)內(nèi)存進(jìn)行周期檢查，以保證平常狀態(tài)下剩余內(nèi)存盡可能夠用。
2、直接內(nèi)存回收（directpagereclaim），就是當(dāng)內(nèi)存分配時(shí)沒有空閑內(nèi)存可以滿足要求時(shí)，觸發(fā)直接內(nèi)存回收。
這兩種內(nèi)存回收的觸發(fā)路徑不同：
1、由內(nèi)核進(jìn)程kswapd直接調(diào)用內(nèi)存回收的邏輯進(jìn)行內(nèi)存回收。
參見mm/vmscan.c中的kswapd()主邏輯
2、內(nèi)存申請(qǐng)的時(shí)候進(jìn)入slow path的內(nèi)存申請(qǐng)邏輯進(jìn)行回收。
參見內(nèi)核代碼中的mm/page_alloc.c中的__alloc_pages_slowpath方法
這兩個(gè)方法中實(shí)際進(jìn)行內(nèi)存回收的過程殊途同歸，最終都是調(diào)用shrink_zone()方法進(jìn)行針對(duì)每個(gè)zone的內(nèi)存頁縮減。
這個(gè)方法中會(huì)再調(diào)用shrink_lruvec()這個(gè)方法對(duì)每個(gè)組織頁的鏈表進(jìn)程檢查。找到這個(gè)線索之后，我們就可以清晰的看到內(nèi)存回收操作究竟針對(duì)的page有哪些了。
這些鏈表主要定義在mm/vmscan.c一個(gè)enum中：
根據(jù)這個(gè)enum可以看到，內(nèi)存回收主要需要進(jìn)行掃描的鏈表有如下4個(gè)：
anon的inactive
anon的active
file的inactive
file的active
就是說，內(nèi)存回收操作主要針對(duì)的就是內(nèi)存中的文件頁（file ?cache）和匿名頁。
關(guān)于活躍（active）還是不活躍（inactive）的判斷內(nèi)核會(huì)使用lru算法進(jìn)行處理并進(jìn)行標(biāo)記，我們這里不詳細(xì)解釋這個(gè)過程。
整個(gè)掃描的過程分幾個(gè)循環(huán)：
1、掃描每個(gè)zone上的cgroup組；
2、以cgroup的內(nèi)存為單元進(jìn)行page鏈表的掃描；
3、內(nèi)核會(huì)先掃描anon的active鏈表，將不頻繁的放進(jìn)inactive鏈表中，然后掃描inactive鏈表，將里面活躍的移回active中；
4、進(jìn)行swap的時(shí)候，先對(duì)inactive的頁進(jìn)行換出；
5、如果是file的文件映射page頁，則判斷其是否為臟數(shù)據(jù)，如果是臟數(shù)據(jù)就寫回，不是臟數(shù)據(jù)可以直接釋放。
這樣看來，內(nèi)存回收這個(gè)行為會(huì)對(duì)兩種內(nèi)存的使用進(jìn)行回收:
1、anon的匿名頁內(nèi)存，主要回收手段是swap；
2、file-backed的文件映射頁，主要的釋放手段是寫回和清空。
因?yàn)獒槍?duì)filebased的內(nèi)存，沒必要進(jìn)行交換，其數(shù)據(jù)原本就在硬盤上，回收這部分內(nèi)存只要在有臟數(shù)據(jù)時(shí)寫回，并清空內(nèi)存就可以了，以后有需要再?gòu)膶?duì)應(yīng)的文件讀回來。
內(nèi)存對(duì)匿名頁和文件緩存一共用了四條鏈表進(jìn)行組織，回收過程主要是針對(duì)這四條鏈表進(jìn)行掃描和操作。
2、swappiness到底是用來調(diào)節(jié)什么的？
很多人應(yīng)該都知道/proc/sys/vm/swappiness這個(gè)文件，是個(gè)可以用來調(diào)整跟swap相關(guān)的參數(shù)。這個(gè)文件的默認(rèn)值是60，可以的取值范圍是0-100。
這很容易給大家一個(gè)暗示：我是個(gè)百分比哦！
那么這個(gè)文件具體到底代表什么意思呢？我們先來看一下說明：
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swappiness
This control is used to define how aggressive the kernel will swap memory pages. Higher values will increase agressiveness, lower values decrease the amount of swap.
A value of 0 instructs the kernel not to initiate swap until the amount of free and file-backed pages is less than the high water mark in a zone.
The default value is 60.
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這個(gè)文件的值用來定義內(nèi)核使用swap的積極程度：
值越高，內(nèi)核就會(huì)越積極的使用swap；
值越低，就會(huì)降低對(duì)swap的使用積極性。
如果這個(gè)值為0，那么內(nèi)存在free和file-backed使用的頁面總量小于高水位標(biāo)記（high water mark）之前，不會(huì)發(fā)生交換。
在這里我們可以理解file-backed這個(gè)詞的含義了，實(shí)際上就是上文所說的文件映射頁的大小。
那么這個(gè)swappiness到底起到了什么作用呢？
我們換個(gè)思路考慮這個(gè)事情。假設(shè)讓我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)內(nèi)存回收機(jī)制，要去考慮將一部分內(nèi)存寫到swap分區(qū)上，將一部分file-backed的內(nèi)存寫回并清空，剩余部分內(nèi)存出來，我們將怎么設(shè)計(jì)？
我想應(yīng)該主要考慮這樣幾個(gè)問題:
如果回收內(nèi)存可以有兩種途徑（匿名頁交換和file緩存清空），那么我應(yīng)該考慮在本次回收的時(shí)候，什么情況下多進(jìn)行file寫回，什么情況下應(yīng)該多進(jìn)行swap交換。說白了就是平衡兩種回收手段的使用，以達(dá)到最優(yōu)。
如果符合交換條件的內(nèi)存較長(zhǎng)，是不是可以不用全部交換出去？比如可以交換的內(nèi)存有100M，但是目前只需要50M內(nèi)存，實(shí)際只要交換50M就可以了，不用把能交換的都交換出去。
分析代碼會(huì)發(fā)現(xiàn)，Linux內(nèi)核對(duì)這部分邏輯的實(shí)現(xiàn)代碼在get_scan_count()這個(gè)方法中，這個(gè)方法被shrink_lruvec()調(diào)用。
get_sacn_count()就是處理上述邏輯的，swappiness是它所需要的一個(gè)參數(shù)，這個(gè)參數(shù)實(shí)際上是指導(dǎo)內(nèi)核在清空內(nèi)存的時(shí)候，是更傾向于清空file-backed內(nèi)存還是更傾向于進(jìn)行匿名頁的交換的。
當(dāng)然，這只是個(gè)傾向性，是指在兩個(gè)都?jí)蛴玫那闆r下，更愿意用哪個(gè)，如果不夠用了，那么該交換還是要交換。
簡(jiǎn)單看一下get_sacn_count()函數(shù)的處理部分代碼，其中關(guān)于swappiness的第一個(gè)處理是：
這里注釋的很清楚：
如果swappiness設(shè)置為100，那么匿名頁和文件將用同樣的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行回收。
很明顯，使用清空文件的方式將有利于減輕內(nèi)存回收時(shí)可能造成的IO壓力。
因?yàn)槿绻鹒ile-backed中的數(shù)據(jù)不是臟數(shù)據(jù)的話，那么可以不用寫回，這樣就沒有IO發(fā)生，而一旦進(jìn)行交換，就一定會(huì)造成IO。
所以系統(tǒng)默認(rèn)將swappiness的值設(shè)置為60，這樣回收內(nèi)存時(shí)，對(duì)file-backed的文件cache內(nèi)存的清空比例會(huì)更大，內(nèi)核將會(huì)更傾向于進(jìn)行緩存清空而不是交換。
這里的swappiness值如果是60，那么是不是說內(nèi)核回收的時(shí)候，會(huì)按照60:140的比例去做相應(yīng)的swap和清空file-backed的空間呢？并不是。
在做這個(gè)比例計(jì)算的時(shí)候，內(nèi)核還要參考當(dāng)前內(nèi)存使用的其他信息。對(duì)這里具體是怎么處理感興趣的人，可以自己詳細(xì)看get_sacn_count()的實(shí)現(xiàn)，本文就不多解釋了。
我們?cè)诖艘鞔_的概念是：?swappiness的值是用來控制內(nèi)存回收時(shí)，回收的匿名頁更多一些還是回收的file cache更多一些?。
swappiness設(shè)置為0的話，是不是內(nèi)核就根本不會(huì)進(jìn)行swap了呢？這個(gè)答案也是否定的。
首先是內(nèi)存真的不夠用的時(shí)候，該swap的話還是要swap。
其次在內(nèi)核中還有一個(gè)邏輯會(huì)導(dǎo)致直接使用swap，內(nèi)核代碼是這樣處理的：
這里的邏輯是說，如果觸發(fā)的是全局回收，并且zonefile + zonefree <= high_wmark_pages(zone)條件成立時(shí)，就將scan_balance這個(gè)標(biāo)記置為SCAN_ANON。
后續(xù)處理scan_balance的時(shí)候，如果它的值是SCAN_ANON，則一定會(huì)進(jìn)行針對(duì)匿名頁的swap操作。
要理解這個(gè)行為，我們首先要搞清楚什么是高水位標(biāo)記（high_wmark_pages）。
3、kswapd什么時(shí)候會(huì)進(jìn)行swap操作？
我們回到kswapd周期檢查和直接內(nèi)存回收的兩種內(nèi)存回收機(jī)制。
直接內(nèi)存回收比較好理解，當(dāng)申請(qǐng)的內(nèi)存大于剩余內(nèi)存的時(shí)候，就會(huì)觸發(fā)直接回收。
那么kswapd進(jìn)程在周期檢查的時(shí)候觸發(fā)回收的條件是什么呢？
還是從設(shè)計(jì)角度來看，kswapd進(jìn)程要周期對(duì)內(nèi)存進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到一定閾值的時(shí)候開始進(jìn)行內(nèi)存回收。
這個(gè)所謂的閾值可以理解為內(nèi)存目前的使用壓力，就是說，雖然我們還有剩余內(nèi)存，但是當(dāng)剩余內(nèi)存比較小的時(shí)候，就是內(nèi)存壓力較大的時(shí)候，就應(yīng)該開始試圖回收些內(nèi)存了，這樣才能保證系統(tǒng)盡可能的有足夠的內(nèi)存給突發(fā)的內(nèi)存申請(qǐng)所使用。
4、什么是內(nèi)存水位標(biāo)記？(watermark)
那么如何描述內(nèi)存使用的壓力呢？
Linux內(nèi)核使用水位標(biāo)記（watermark）的概念來描述這個(gè)壓力情況。
Linux為內(nèi)存的使用設(shè)置了三種內(nèi)存水位標(biāo)記:high、low、min。他們所標(biāo)記的含義分別為：
剩余內(nèi)存在high以上表示內(nèi)存剩余較多，目前內(nèi)存使用壓力不大；
high-low的范圍表示目前剩余內(nèi)存存在一定壓力；
low-min表示內(nèi)存開始有較大使用壓力，剩余內(nèi)存不多了；
min是最小的水位標(biāo)記，當(dāng)剩余內(nèi)存達(dá)到這個(gè)狀態(tài)時(shí)，就說明內(nèi)存面臨很大壓力。
小于min這部分內(nèi)存，內(nèi)核是保留給特定情況下使用的，一般不會(huì)分配。
內(nèi)存回收行為就是基于剩余內(nèi)存的水位標(biāo)記進(jìn)行決策的：
當(dāng)系統(tǒng)剩余內(nèi)存低于watermark[low]的時(shí)候，內(nèi)核的kswapd開始起作用，進(jìn)行內(nèi)存回收。直到剩余內(nèi)存達(dá)到watermark[high]的時(shí)候停止。
如果內(nèi)存消耗導(dǎo)致剩余內(nèi)存達(dá)到了或超過了watermark[min]時(shí)，就會(huì)觸發(fā)直接回收（direct reclaim）。
明白了水位標(biāo)記的概念之后，zonefile + zonefree <= high_wmark_pages(zone)這個(gè)公式就能理解了。
這里的zonefile相當(dāng)于內(nèi)存中文件映射的總量，zonefree相當(dāng)于剩余內(nèi)存的總量。
內(nèi)核一般認(rèn)為，如果zonefile還有的話，就可以盡量通過清空文件緩存獲得部分內(nèi)存，而不必只使用swap方式對(duì)anon的內(nèi)存進(jìn)行交換。
整個(gè)判斷的概念是說，在全局回收的狀態(tài)下（有g(shù)lobal_reclaim(sc)標(biāo)記），如果當(dāng)前的文件映射內(nèi)存總量+剩余內(nèi)存總量的值評(píng)估小于等于watermark[high]標(biāo)記的時(shí)候，就可以進(jìn)行直接swap了。
這樣是為了防止進(jìn)入cache陷阱，具體描述可以見代碼注釋。
這個(gè)判斷對(duì)系統(tǒng)的影響是，?swappiness設(shè)置為0時(shí)，有剩余內(nèi)存的情況下也可能發(fā)生交換。
那么watermark相關(guān)值是如何計(jì)算的呢？
所有的內(nèi)存watermark標(biāo)記都是根據(jù)當(dāng)前內(nèi)存總大小和一個(gè)可調(diào)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算得來的，這個(gè)參數(shù)是：/proc/sys/vm/min_free_kbytes
首先這個(gè)參數(shù)本身決定了系統(tǒng)中每個(gè)zone的watermark[min]的值大小。
然后內(nèi)核根據(jù)min的大小并參考每個(gè)zone的內(nèi)存大小分別算出每個(gè)zone的low水位和high水位值。
想了解具體邏輯可以參見源代碼目錄下的該文件：
mm/page_alloc.c
在系統(tǒng)中可以從/proc/zoneinfo文件中查看當(dāng)前系統(tǒng)的相關(guān)的信息和使用情況。
我們會(huì)發(fā)現(xiàn)以上內(nèi)存管理的相關(guān)邏輯都是以zone為單位的，這里zone的含義是指內(nèi)存的分區(qū)管理。
Linux將內(nèi)存分成多個(gè)區(qū)，主要有:
直接訪問區(qū)(DMA)
一般區(qū)(Normal)
高端內(nèi)存區(qū)(HighMemory)
內(nèi)核對(duì)內(nèi)存不同區(qū)域的訪問因?yàn)橛布Y(jié)構(gòu)因素會(huì)有尋址和效率上的差別。如果在NUMA架構(gòu)上，不同CPU所管理的內(nèi)存也是不同的zone。
相關(guān)參數(shù)設(shè)置
zone_reclaim_mode：
zone_reclaim_mode模式是在2.6版本后期開始加入內(nèi)核的一種模式，可以用來管理當(dāng)一個(gè)內(nèi)存區(qū)域(zone)內(nèi)部的內(nèi)存耗盡時(shí)，是從其內(nèi)部進(jìn)行內(nèi)存回收還是可以從其他zone進(jìn)行回收的選項(xiàng)，我們可以通過/proc/sys/vm/zone_reclaim_mode文件對(duì)這個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。
在申請(qǐng)內(nèi)存時(shí)(內(nèi)核的get_page_from_freelist()方法中)，內(nèi)核在當(dāng)前zone內(nèi)沒有足夠內(nèi)存可用的情況下，會(huì)根據(jù)zone_reclaim_mode的設(shè)置來決策是從下一個(gè)zone找空閑內(nèi)存還是在zone內(nèi)部進(jìn)行回收。這個(gè)值為0時(shí)表示可以從下一個(gè)zone找可用內(nèi)存，非0表示在本地回收。
這個(gè)文件可以設(shè)置的值及其含義如下：
echo 0 > /proc/sys/vm/zone_reclaim_mode：意味著關(guān)閉zone_reclaim模式，可以從其他zone或NUMA節(jié)點(diǎn)回收內(nèi)存。
echo 1 > /proc/sys/vm/zone_reclaim_mode：表示打開zone_reclaim模式，這樣內(nèi)存回收只會(huì)發(fā)生在本地節(jié)點(diǎn)內(nèi)。
echo 2 > /proc/sys/vm/zone_reclaim_mode：在本地回收內(nèi)存時(shí)，可以將cache中的臟數(shù)據(jù)寫回硬盤，以回收內(nèi)存。
echo 4 > /proc/sys/vm/zone_reclaim_mode：可以用swap方式回收內(nèi)存。
不同的參數(shù)配置會(huì)在NUMA環(huán)境中對(duì)其他內(nèi)存節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存使用產(chǎn)生不同的影響，大家可以根據(jù)自己的情況進(jìn)行設(shè)置以優(yōu)化你的應(yīng)用。
默認(rèn)情況下，zone_reclaim模式是關(guān)閉的。這在很多應(yīng)用場(chǎng)景下可以提高效率，比如文件服務(wù)器，或者依賴內(nèi)存中cache比較多的應(yīng)用場(chǎng)景。
這樣的場(chǎng)景對(duì)內(nèi)存cache速度的依賴要高于進(jìn)程進(jìn)程本身對(duì)內(nèi)存速度的依賴，所以我們寧可讓內(nèi)存從其他zone申請(qǐng)使用，也不愿意清本地cache。
如果確定應(yīng)用場(chǎng)景是內(nèi)存需求大于緩存，而且盡量要避免內(nèi)存訪問跨越NUMA節(jié)點(diǎn)造成的性能下降的話，則可以打開zone_reclaim模式。
此時(shí)頁分配器會(huì)優(yōu)先回收容易回收的可回收內(nèi)存（主要是當(dāng)前不用的page cache頁），然后再回收其他內(nèi)存。
打開本地回收模式的寫回可能會(huì)引發(fā)其他內(nèi)存節(jié)點(diǎn)上的大量的臟數(shù)據(jù)寫回處理。如果一個(gè)內(nèi)存zone已經(jīng)滿了，那么臟數(shù)據(jù)的寫回也會(huì)導(dǎo)致進(jìn)程處理速度收到影響，產(chǎn)生處理瓶頸。
這會(huì)降低某個(gè)內(nèi)存節(jié)點(diǎn)相關(guān)的進(jìn)程的性能，因?yàn)檫M(jìn)程不再能夠使用其他節(jié)點(diǎn)上的內(nèi)存。但是會(huì)增加節(jié)點(diǎn)之間的隔離性，其他節(jié)點(diǎn)的相關(guān)進(jìn)程運(yùn)行將不會(huì)因?yàn)榱硪粋€(gè)節(jié)點(diǎn)上的內(nèi)存回收導(dǎo)致性能下降。
除非針對(duì)本地節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存限制策略或者cpuset配置有變化，對(duì)swap的限制會(huì)有效約束交換只發(fā)生在本地內(nèi)存節(jié)點(diǎn)所管理的區(qū)域上。
min_unmapped_ratio：
這個(gè)參數(shù)只在NUMA架構(gòu)的內(nèi)核上生效。這個(gè)值表示NUMA上每個(gè)內(nèi)存區(qū)域的pages總數(shù)的百分比。
在zone_reclaim_mode模式下，只有當(dāng)相關(guān)區(qū)域的內(nèi)存使用達(dá)到這個(gè)百分比，才會(huì)發(fā)生區(qū)域內(nèi)存回收。
在zone_reclaim_mode設(shè)置為4的時(shí)候，內(nèi)核會(huì)比較所有的file-backed和匿名映射頁，包括swapcache占用的頁以及tmpfs文件的總內(nèi)存使用是否超過這個(gè)百分比。
其他設(shè)置的情況下，只比較基于一般文件的未映射頁，不考慮其他相關(guān)頁。
page-cluster：
page-cluster是用來控制從swap空間換入數(shù)據(jù)的時(shí)候，一次連續(xù)讀取的頁數(shù)，這相當(dāng)于對(duì)交換空間的預(yù)讀。這里的連續(xù)是指在swap空間上的連續(xù)，而不是在內(nèi)存地址上的連續(xù)。
因?yàn)閟wap空間一般是在硬盤上，對(duì)硬盤設(shè)備的連續(xù)讀取將減少磁頭的尋址，提高讀取效率。
這個(gè)文件中設(shè)置的值是2的指數(shù)。就是說，如果設(shè)置為0，預(yù)讀的swap頁數(shù)是2的0次方，等于1頁。如果設(shè)置為3，就是2的3次方，等于8頁。
同時(shí)，設(shè)置為0也意味著關(guān)閉預(yù)讀功能。文件默認(rèn)值為3。我們可以根據(jù)我們的系統(tǒng)負(fù)載狀態(tài)來設(shè)置預(yù)讀的頁數(shù)大小。
swap的相關(guān)操縱命令
可以使用mkswap將一個(gè)分區(qū)或者文件創(chuàng)建成swap空間。swapon可以查看當(dāng)前的swap空間和啟用一個(gè)swap分區(qū)或者文件。swapoff可以關(guān)閉swap空間。
我們使用一個(gè)文件的例子來演示一下整個(gè)操作過程：
制作swap文件：
啟用swap文件：
關(guān)閉swap空間：
5、swap分區(qū)的優(yōu)先級(jí)（priority）有啥用？
在使用多個(gè)swap分區(qū)或者文件的時(shí)候，還有一個(gè)優(yōu)先級(jí)的概念（Priority）。
在swapon的時(shí)候，我們可以使用-p參數(shù)指定相關(guān)swap空間的優(yōu)先級(jí)，值越大優(yōu)先級(jí)越高，可以指定的數(shù)字范圍是－1到32767。
內(nèi)核在使用swap空間的時(shí)候總是先使用優(yōu)先級(jí)高的空間，后使用優(yōu)先級(jí)低的。
當(dāng)然如果把多個(gè)swap空間的優(yōu)先級(jí)設(shè)置成一樣的，那么兩個(gè)swap空間將會(huì)以輪詢方式并行進(jìn)行使用。
如果兩個(gè)swap放在兩個(gè)不同的硬盤上，相同的優(yōu)先級(jí)可以起到類似RAID0的效果，增大swap的讀寫效率。
另外，編程時(shí)使用mlock()也可以將指定的內(nèi)存標(biāo)記為不會(huì)換出，具體幫助可以參考man 2 mlock。
關(guān)于swap的使用建議，針對(duì)不同負(fù)載狀態(tài)的系統(tǒng)是不一樣的。有時(shí)我們希望swap大一些，可以在內(nèi)存不夠用的時(shí)候不至于觸發(fā)oom-killer導(dǎo)致某些關(guān)鍵進(jìn)程被殺掉，比如數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)。
也有時(shí)候我們希望不要swap，因?yàn)楫?dāng)大量進(jìn)程爆發(fā)增長(zhǎng)導(dǎo)致內(nèi)存爆掉之后，會(huì)因?yàn)?b>swap導(dǎo)致IO跑死，整個(gè)系統(tǒng)都卡住，無法登錄，無法處理。
這時(shí)候我們就希望不要swap，即使出現(xiàn)oom-killer也造成不了太大影響，但是不能允許服務(wù)器因?yàn)镮O卡死像多米諾骨牌一樣全部死機(jī)，而且無法登陸。跑cpu運(yùn)算的無狀態(tài)的apache就是類似這樣的進(jìn)程池架構(gòu)的程序。
swap到底怎么用?
要還是不要？
設(shè)置大還是??？
相關(guān)參數(shù)應(yīng)該如何配置？
是要根據(jù)我們自己的生產(chǎn)環(huán)境的情況而定的。
閱讀完本文后希望大家可以明白一些swap的深層次知識(shí)。
Q&A：
一個(gè)內(nèi)存剩余還比較大的系統(tǒng)中，是否有可能使用swap？
A: 有可能，如果運(yùn)行中的某個(gè)階段出發(fā)了這個(gè)條件”zonefile+zonefree<=high_wmark_pages(zone)“，就可能會(huì)swap。
swappiness設(shè)置為0就相當(dāng)于關(guān)閉swap么？
A: 不是的，關(guān)閉swap要使用swapoff命令。swappiness只是在內(nèi)存發(fā)生回收操作的時(shí)候用來平衡cache回收和swap交換的一個(gè)參數(shù)，調(diào)整為0意味著，盡量通過清緩存來回收內(nèi)存。
A: swappiness設(shè)置為100代表系統(tǒng)會(huì)盡量少用剩余內(nèi)存而多使用swap么？
不是的，這個(gè)值設(shè)置為100表示內(nèi)存發(fā)生回收時(shí)，從cache回收內(nèi)存和swap交換的優(yōu)先級(jí)一樣。就是說，如果目前需求100M內(nèi)存，那么較大機(jī)率會(huì)從cache中清除50M內(nèi)存，再將匿名頁換出50M，把回收到的內(nèi)存給應(yīng)用程序使用。但是這還要看cache中是否能有空間，以及swap是否可以交換50m。內(nèi)核只是試圖對(duì)它們平衡一些而已。
kswapd進(jìn)程什么時(shí)候開始內(nèi)存回收？
A: kswapd根據(jù)內(nèi)存水位標(biāo)記決定是否開始回收內(nèi)存，如果標(biāo)記達(dá)到low就開始回收，回收到剩余內(nèi)存達(dá)到high標(biāo)記為止。
如何查看當(dāng)前系統(tǒng)的內(nèi)存水位標(biāo)記？
A: cat /proc/zoneinfo。
