我們知道Linux內核使用交換空間而不是RAM內存的時候會嚴重降低性能。那么，有人可能會問，既然我有足夠多的可用內存，刪除交換空間不是更好嗎？

簡短的回答是不會。反而啟用交換空間會帶來性能優勢。即使您的Linux服務器有足夠多的可用內存，您也會經常發現Linux服務器長時間運行后會使用交換空間。

在本教程中，我們將說明為什么你應該添加交換空間swap，使用swap交換空間的優點，在不使用交換空間時將有那些區別與缺點。

如何在內存和交換空間使用上作出取舍，理解頻繁使用交換空間帶來的性能影響。

如何配置vfs_cache_pressure與swappiness值，應優先調整內存回收速度，如何確定頻繁使用交換空間。

交換空間是否降低Linux性能

請查看以下數據，該數據是從運行一個月后的實時聊天服務器獲取的。以下數據來自free命令的結果。

total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           3.7G        1.0G        445M         84M        2.2G        2.2G
Swap:          1.8G        308M        1.5G

free -h

這里的數據顯示使用了308M的交換空間。當我運行swapping檢查時，沒有跡象表明進行或不合時宜使用交互空間I/O的活動。

除此之外kswap服務并沒有消耗太多CPU時間。使用top命令按CPU時間排序的查找頂級進程中也找不到kswap進程。

為了確認kswap進程是否繁忙。我們還使用了ps命令并通過grep過濾輸出來確認。

所以在這種情況下，swap使用不會降低Linux服務器的性能。現在，讓我們看看交換空間實際上如何改善Linux服務器性能。

ps -A | grep kswap
40 ? 00:00:29 kswapd0

使用swap交換空間的優點

Linux系統使用一些swap是正常的事，也是一件好事。Linux內核會將幾乎從未使用過的內存頁面移動到交換空間中，以確保內存為更頻繁使用內存頁面的進程提供更多可用的緩存空間。

當內核被迫不斷地將內存頁面移入和移出內存和交換空間swap時，交換空間使用會成為一個性能問題。

另一個優點是交換空間swap讓管理員有時間對低內存問題做出反應。我們經常會注意到服務器運行緩慢，并且在登錄時會注意到大量使用交換空間。如果沒有交換空間，內存不足會產生更加突然和嚴重的連鎖反應。

所以我們會建議將交換空間設置為您最大進程的大小。比如mysql在my.cnf中配置的內存。

有些人建議不要使用交換空間或交換空間大小略大于總內存。如果您能為此提出正當理由，那么這可能是您的選擇。

但是，這在服務器上幾乎不是這種情況，您應該在交換空間對您的應用程序的影響之間取得平衡。交換空間不會改變服務器所需的內存總量。它旨在改善系統的性能。

總的來說，即使仍有足夠多可用的內存RAM，Linux內核也會將幾乎從未使用過的內存頁面移動到交換空間。

換出一段時間不活動的內存頁面，將經常使用的數據保留在緩存中，這發生在服務器最空閑的時候。

這是Linux內核該做的事。也避免將交換空間設置得過大，否則會導致性能問題、中斷或響應時間加長。

交換空間與不使用交換空間區別

上面所說是你有足夠多可用內存。但實際情況是我們經常會遇到內存不夠用的時候。

當您的服務器沒有足夠的內存時，在內存需求高峰期間，交換空間將被頻繁使用并且明顯增多。

如果您沒有足夠的內存并且沒有交換空間，這通常會導致無法為需要更多內存的進程分配內存。

作為最后的手段，內核將部署OOM殺手來終止高內存使用的進程，比如MySQL、Java。

要更詳細地了解Linux交換空間Swap，請閱讀Linux內核文檔中的交換空間管理和Page Frame回收文檔。

如果您的交換空間已使用始終為0，那么您確實有大量空閑可用的內存RAM，在這種情況下，刪除交換空間可能是最好的。

總的來說交換空間I/O的性能很差。如果Linux服務器確實有大量空閑可用的內存RAM，則應調整或禁用交換空間。

禁用交換空間后，當服務器急劇需要內存時，將缺少更多的反應時間，OOM可能會不等你反應過來，就將消耗大量內存的進程殺死。

內核緩存壓力和交換空間

假設您已啟用交換空間。可以考慮按照以下教程調整服務器的緩存壓力和交換空間的swappiness值。

vfs_cache_pressure控制內核回收內存的頻率，用于緩存頁面和inode對象。默認值是100。我們推薦設置50到200。

swappiness此值用于定義內核交換內存頁面的頻繁程度。較高的值會導致頻繁使用交換空間，從而影響Linux服務器性能。

較低的值會減少使用交換空間的頻率。默認值是60，我們推薦設置1到60之間。如果你需要改變vfs_cache_pressure和swappiness的值。

請使用你喜歡的編輯器打開etc/sysctl.conf文件。在本教程中我們將使用vim打開文件。添加或替換vm.swappiness和vm.vfs_cache_pressure值。

sudo vim etc/sysctl.conf

vm.swappiness=10
vm.vfs_cache_pressure=200

例如，如果您在內存不足時，您可以嘗試將swappiness值設置為10，vfs_cache_pressure的值設置200。

這將會使內存回收變得更快，增加內存緩存壓力。我們知道緩存對性能有好處，快速的內存回收會適得其反。

但是與過于頻繁的使用交換空間相比，增大vfs_cache_pressure值會更好一點。

因此，不在內存中保留盡可能多的緩存將有助于減少使用交換空間的頻率。此外，將vm.swappiness設置為10，將減少交換空間的使用。

假如你的Linux服務器在具有大量空閑可用的內存，你可以嘗試將swappiness和vfs_cache_pressure修改為以下值。

vm.swappiness=10
vm.vfs_cache_pressure=50

這將降低緩存壓力。由于緩存對性能有好處，我們希望將緩存數據在內存中保留更長時間。由于緩存會變大，我們仍然希望減少交換空間的使用，從而降低磁盤I/O。

你可以使用以下cat命令查看swappiness和vfs_cache_pressure的當前值：

sudo cat /proc/sys/vm/swappiness
sudo cat /proc/sys/vm/vfs_cache_pressure

如果你要在不重新啟動Linux服務器的情況下臨時啟用并設置swappiness和vfs_cache_pressure的值，請運行以下sysctl命令：

sudo sysctl -w vm.swappiness=10
sudo sysctl -w vm.vfs_cache_pressure=50

結論

至此，你應該了解在Linux上使用和不使用交換空間的區別，在使用交換空間時你將獲得更多反應時間與更好的Linux服務器性能。

如何在交換空間和內存的使用上作出取舍，如你有任何疑問，請在評論反饋。