虛擬內(nèi)存的使用與管理

虛擬內(nèi)存是一種將部分物理內(nèi)存擴展到磁盤空間的技術(shù)，以提供更大的內(nèi)存空間和更好的系統(tǒng)性能。在服務(wù)器內(nèi)存不足時，通過增加虛擬內(nèi)存來擴大內(nèi)存容量是一種常見的解決方案。然而，在啟用虛擬內(nèi)存時，需要仔細考慮系統(tǒng)的實際需求和硬件配置，以及權(quán)衡虛擬內(nèi)存的優(yōu)缺點。

為什么要使用虛擬內(nèi)存

當(dāng)服務(wù)器內(nèi)存不足時，可以通過增加虛擬內(nèi)存來擴大內(nèi)存容量。但是在啟用虛擬內(nèi)存時，需要仔細考慮系統(tǒng)的實際需求和硬件配置，以及權(quán)衡虛擬內(nèi)存的優(yōu)缺點，考慮好利弊后在開啟虛擬內(nèi)存。

什么是虛擬內(nèi)存

虛擬內(nèi)存允許系統(tǒng)在物理內(nèi)存不足時，將不常用的內(nèi)存頁轉(zhuǎn)移到磁盤上，從而釋放物理內(nèi)存供活躍的進程使用。

使用虛擬內(nèi)存的優(yōu)點：

• 增加可用內(nèi)存： 虛擬內(nèi)存允許系統(tǒng)在物理內(nèi)存不足時將部分內(nèi)存數(shù)據(jù)存儲到磁盤上，從而擴展了系統(tǒng)可用的內(nèi)存空間。

  仍然可以繼續(xù)運行應(yīng)用程序，避免了因內(nèi)存不足而導(dǎo)致的系統(tǒng)崩潰或應(yīng)用程序崩潰。

• 提高系統(tǒng)穩(wěn)定性： 虛擬內(nèi)存可以防止系統(tǒng)因內(nèi)存不足而崩潰。

• 支持大型程序運行： 虛擬內(nèi)存可以提供額外的內(nèi)存空間，使大型應(yīng)用程序能夠在物理內(nèi)存有限的情況下繼續(xù)運行。

• 靈活管理內(nèi)存： 虛擬內(nèi)存允許系統(tǒng)管理員根據(jù)實際需求動態(tài)調(diào)整交換空間的大小，優(yōu)化系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

• 提高系統(tǒng)響應(yīng)速度： 虛擬內(nèi)存可以減少因內(nèi)存不足而導(dǎo)致的系統(tǒng)響應(yīng)速度下降的情況。

使用虛擬內(nèi)存的弊端：

• 性能影響： 虛擬內(nèi)存的使用可能會導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降。
• 磁盤空間消耗： 交換空間占用磁盤空間，可能會導(dǎo)致磁盤空間不足的問題。
• SSD 磨損： 頻繁的寫入操作可能會加速SSD的磨損，縮短其壽命。
• 應(yīng)用程序性能下降： 應(yīng)用程序可能會因為頻繁的磁盤讀寫而性能下降。
• 系統(tǒng)穩(wěn)定性： 交換空間設(shè)置不當(dāng)可能會導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。

總的來說，虛擬內(nèi)存的使用可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可用性和性能，但是在啟用虛擬內(nèi)存時，需要仔細考慮系統(tǒng)的實際需求和硬件配置，以及權(quán)衡虛擬內(nèi)存的優(yōu)缺點。

物理內(nèi)存

物理內(nèi)存是用于存儲正在運行的程序和數(shù)據(jù)的地方。當(dāng)應(yīng)用程序需要使用內(nèi)存時，它會向操作系統(tǒng)請求內(nèi)存分配。當(dāng)物理內(nèi)存不足時，系統(tǒng)將部分數(shù)據(jù)從物理內(nèi)存交換到磁盤上的交換區(qū)（Swap），這樣可以釋放物理內(nèi)存，以便給其他進程使用。

Swap介紹

Swap是Linux系統(tǒng)中的一種虛擬內(nèi)存技術(shù)，用于輔助物理內(nèi)存（RAM）的管理。當(dāng)物理內(nèi)存不足時，Swap提供了一種將部分內(nèi)存內(nèi)容交換到硬盤上的方法，以釋放物理內(nèi)存供其他進程使用。

swap相關(guān)使用命令：

顯示當(dāng)前啟用的交換分區(qū)和交換文件的摘要信息，包括路徑、大小和使用情況：

swapon -s

swapon -show

啟用指定的交換分區(qū)或交換文件:

swapon /opt/swapfile     # 啟用交換文件

swapon /dev/vda1         # 啟用交換分區(qū)

創(chuàng)建交換分區(qū)或交換文件:

mkswap swapdata

關(guān)閉正在使用的交換分區(qū)或交換文件

swapoff /opt/swapfile     # 關(guān)閉交換文件

swapoff /dev/vda1         # 關(guān)閉交換分區(qū)

多個swap設(shè)置優(yōu)先級, 優(yōu)先級相同將同時使用, 在0到32767中間選一個數(shù)字

swapon -p 0 /opt/swapfile   # 交換文件路徑

虛擬內(nèi)存設(shè)置

通過設(shè)置交換文件設(shè)置虛擬內(nèi)存。

5.1、查看可用磁盤空間

df -h

5.2、 使用 dd 工具來創(chuàng)建一個交換文件

dd if=/dev/zero of=/opt/swapdata bs=1024 count=16777216

參數(shù)說明：

• dd ：用來創(chuàng)建交換文件。
• if=/dev/zero ：輸入文件的路徑。/dev/zero是一個特殊設(shè)備文件，它會提供一系列的零字節(jié)。
• of=/opt/swapdata ：輸出文件的路徑。指定了交換文件的路徑為 /opt/swapdata 。
• bs=1024 ：塊大小，指定 dd 命令一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊大小為1024字節(jié)。
• count=16777216 ：創(chuàng)建一個16GB大小的交換文件。

創(chuàng)建成功在/opt目錄生成一個swapdata文件

5.3、 設(shè)置交換文件的權(quán)限為只有 root 用戶能讀寫：

chown root:root /opt/swapdata # 交換文件的所有者和所屬組

chmod 600 /opt/swapdata   #只有root用戶能讀寫

5.4、 創(chuàng)建文件類型設(shè)置為交換文件

mkswap /opt/swapdata # 交換文件路徑

5.5、激活文件:指定的交換文件

swapon /opt/swapdata

激活成功后就可以使用 swapon -s 查看交換文件的摘要信息了

5.6、機器重啟的時候自動掛載Swap

# 進入/etc/fstab文件進行修改。
vim /etc/fstab

#末尾追加
/opt/swapdata swap swap defaults 0 0

5.7、配置swap分區(qū)的使用機制

對于使用多大比例內(nèi)存之后開始使用swap，在系統(tǒng)配置文件中可以通過調(diào)整參數(shù)進行修改。查看比例信息：

cat /proc/sys/vm/swappiness

該參數(shù)范圍為0-100。0 就是最大限度使用內(nèi)存，盡量不使用swap。100是積極使用swap。越高越會使用swap分區(qū)。重新配置值：

sysctl vm.swappiness=30

如需永久配置：

echo "vm.swappiness = 30" >> /etc/sysctl.conf

5.8、 查看使用情況

通過 free -h 命令查看內(nèi)存使用情況。

6、關(guān)閉虛擬內(nèi)存

關(guān)閉 swap 文件

swapoff /opt/swapdata

刪除swap分區(qū)文件

rm -rf /opt/swapdata

刪除fstab文件里追加的swap分區(qū)開機自動掛載配置內(nèi)容

/opt/swapdata swap swap defaults 0 0

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