4.7.4 交换分区与Swappiness调优

交换分区与Swappiness调优#

交换分区（Swap）在内存不足时将部分内存页写入磁盘，以避免进程被立刻杀死，但会引入明显的 I/O 延迟。合理配置 Swap 与 Swappiness 能在“内存突增”与“性能稳定”之间取得平衡。

1. 原理草图：内存与Swap的换页路径#

2. 交换分区类型与创建（示例与命令解释）#

Swap分区：独立分区，性能较稳定，适合固定环境。
Swap文件：易扩容，运维灵活，现代内核支持良好。

示例：创建 8G Swap 文件并持久化

# 1) 创建Swap文件（优先使用fallocate，速度快）
fallocate -l 8G /swapfile

# 2) 设置权限（必须是600，否则启用会被拒绝）
chmod 600 /swapfile

# 3) 格式化为swap区域
mkswap /swapfile

# 4) 启用swap
swapon /swapfile

# 5) 查看结果
swapon --show
free -h

持久化（重启生效）

# /etc/fstab 追加一行
/swapfile swap swap defaults 0 0

预期效果
- swapon --show 出现 /swapfile
- free -h 中 Swap Total 为 8G

3. 交换使用监控与判断（含命令解释）#

# 查看总Swap与已用
free -m
# 输出中 Swap: total used free

# 观察换入换出速率（si/so）
vmstat 1
# si: swap in, so: swap out（单位KB/s）

# 监控趋势
sar -W 1
# pswpin/s, pswpout/s: swap换入/换出速率

判断原则
- si/so 长期高：内存压力大，需扩容或优化。
- 偶发小量换出：可接受，但需关注延迟敏感业务。

4. Swappiness 调优（含示例）#

Swappiness 取值范围 0~100，表示内核倾向使用 Swap 的程度：
- 数值低：尽量保留内存页，减少换出。
- 数值高：更积极使用 Swap，释放内存页缓存。

# 查看当前值
cat /proc/sys/vm/swappiness

# 临时设置为10（重启失效）
sysctl vm.swappiness=10

# 持久化
echo "vm.swappiness=10" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p

推荐范围
- 数据库/缓存：10~20
- 通用业务：20~40
- 内存小或波动明显：40~60

5. 性能权衡与典型策略#

Swap 过小：易触发 OOM，系统不稳定。
Swap 过大：可能掩盖内存不足，导致抖动。
常见范围：物理内存的 0.5~1 倍（现代生产可适当降低）。

6. 排错与恢复步骤（示例）#

问题1：swapon 报错 “Permission denied”

# 原因：权限非600
chmod 600 /swapfile
mkswap /swapfile
swapon /swapfile

问题2：swap 文件被占用或损坏

# 先关闭再重新格式化
swapoff /swapfile
mkswap /swapfile
swapon /swapfile

问题3：系统频繁换页导致卡顿

# 降低swappiness（临时）
sysctl vm.swappiness=10

# 观察换页是否下降
vmstat 1

7. 练习#

创建一个 2G 的 Swap 文件并持久化，验证重启后生效。
将 Swappiness 设为 10，观察 vmstat 中 si/so 是否下降。
人为制造内存压力（如 stress 或 dd），记录 Swap 使用变化并写出判断结论。

练习提示（可选安装工具）

# Debian/Ubuntu
apt -y install stress
# RHEL/CentOS
yum -y install epel-release && yum -y install stress