RHEL6基础二十六之Swap分区创建和管理

Swap意思是交换分区通常我们说的虚拟内存是从硬盘中划分出的一个分区。当物理内存不够用的时候内核就会释放缓存区buf

Swap意思是交换分区通常我们说的虚拟内存是从硬盘中划分出的一个分区。当物理内存不够用的时候内核就会释放缓存区buffers/cache里一些长时间不用的程序然后将这些程序临时放到Swap中也就是说如果物理内存和缓存区内存不够用的时候才会用到Swap。虚拟内存并不是等到物理内存用尽了才使用的是否尽量的使用或不使用swap在内核空间有一个参数控制。

1 2 3 [rootjustin ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness 60 [rootjustin ~]#

swappiness0 的时候表示最大限度使用物理内存然后才是swap空间

swappiness100 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。 通过修改swappiness值来决定swap和物理内存使用情况

当达到这个值时系统会将内存中不经常调用、CPU不经常处理的数据转移到交换分区中以腾出更多的内存空间让常用的程序使用。Red Hat红帽官方推荐交换分区的大小应当与系统物理内存的大小保持线性比例关系。不过在小于2GB物理内存的系统中交换分区大小应该设置为内存大小的 两倍如果内存大小多于2GB交换分区大小应该是物理内存大小加上2GB。其原因在于系统中的物理内存越大 对于内存的负荷可能也越大。在32位的Linux系统中每一个交换分区空间最大不能超过2GB而且同时启用的交换分区数量最多只能有32个。64位系统没有这个限制。

配置交换分区空间也就是要指定用哪个分区作为交换分区。在用fdisk命令进行分区时所有的分区默认使用的文件系统类型为EXT4如果要将某个分区作为交换分区则首先必须更改该分区的类型。在fdisk命令中使用“t”指令可以更改分区的类型只要依次指定分区序号及更改后分区类型ID标记号即可。如果不知道分区类型对应的ID号可以输入“l”指令查看各种分区类型所对应的ID标记号

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Command (m for help): l  0  Empty           24  NEC DOS         81  Minix / old Lin bf  Solaris     1  FAT12           39  Plan 9          82  Linux swap / So c1  DRDOS/sec (FAT-  2  XENIX root      3c  PartitionMagic  83  Linux           c4  DRDOS/sec (FAT-  3  XENIX usr       40  Venix 80286     84  OS/2 hidden C:  c6  DRDOS/sec (FAT-  4  FAT16 <32M      41  PPC PReP Boot   85  Linux extended  c7  Syrinx      5  Extended        42  SFS             86  NTFS volume set da  Non-FS data  6  FAT16           4d  QNX4.x          87  NTFS volume set db  CP/M / CTOS / .  7  HPFS/NTFS       4e  QNX4.x 2nd part 88  Linux plaintext de  Dell Utility  8  AIX             4f  QNX4.x 3rd part 8e  Linux LVM       df  BootIt

Linux系统中最常用的两种文件系统EXT4的ID标记号为83、swap的ID标记号为82十六进制数

格式化成专门的swap文件系统不能使用先前的mkfs格式化命令要创建交换文件系统必须使用专门的mkswap命令

totalusedfreesharedbufferscachedMem物理机上内存状况总内存已用内存未用内存共享的内存用于缓冲的通常是为了写操作设定的用于缓存的通常是为了读操作设定的-/ buffers/cache表示真正意义上的已用内存空间大小减去缓存缓冲表示真正意义上的未用空间加上缓存缓冲Swap交换分区大小及使用状况

上图可以看出总内容8G使用内容并不是1993648、空闲内存也并不是6068256因为有了缓存机制第一行的used包含了系统使用的buffer及cache,而free则没包含buffer及cache,这部分也是可以使用的部分。具体算法如下

空闲内存free6068256buffers224516cached790588

已用内存total8061904 -空闲内存

由此算出空闲内存是7083360M已用内存978544M这才是真正的使用率系统的可用内存可以参考第二行-/ buffers/cache数据数据

缓存机制介绍

在Linux系统中为了提高文件系统性能内核利用一部分物理内存分配出缓冲区用于缓存系统操作和数据文件当内核收到读写的请求时内核先去缓存区找是否有请求的数据有就直接返回如果没有则通过驱动程序直接操作磁盘。内核在保证系统能正常使用物理内存和数据量读写情况下来分配缓冲区大小。

缓存机制优点减少系统调用次数降低CPU上下文切换和磁盘访问频率。

CPU上下文切换CPU给每个进程一定的服务时间当时间片用完后内核从正在运行的进程中收回处理器同时把进程当前运行状态保存下来然后加载下一个任务这个过程叫做上下文切换。实质上就是被终止运行进程与待运行进程的进程切换。

buffer与cache的差别:

A buffer is something that has yet to be "written" to disk.

A cache is something that has been "read" from the disk and stored for later use.

buffer:  

   用来缓存metadata及pages可以理解为系统缓存例如vi打开一个文件。

   缓冲区一个用于存储速度不同步的设备或优先级不同的设备之间传输数据的区域。通过缓冲区可以使进程之间的相互等待变少从而使从速度慢的设备读入数据时速度快的设备的操作进程不发生间断。

cache:

       用来给文件做缓存可以理解为数据块缓存例如dd if/dev/zero of/tmp/test count1 bs1G 测试写入一个文件就会被缓存到缓冲区中当下一次再执行这个测试命令时写入速度会明显很快。  

       高速缓存是位于CPU与主内存间的一种容量较小但速度很高的存储器。由于CPU的速度远高于主内存CPU直接从内存中存取数据要等待一定时间周期 Cache中保存着CPU刚用过或循环使用的一部分数据当CPU再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用,这样就减少了CPU的等待时间,提高了系统的效率。Cache又分为一级Cache(L1 Cache)和二级Cache(L2 Cache)L1 Cache集成在CPU内部L2 Cache早期一般是焊在主板上,现在也都集成在CPU内部常见的容量有256KB或512KB L2 Cache。

       当你读写文件的时候Linux内核为了提高读写性能与速度会将文件在内存中进行缓存

这部分内存就是Cache Memory(缓存内存)。即使你的程序运行结束后Cache Memory也不会

自动释放。这就会导致你在Linux系统中程序频繁读写文件后你会发现可用物理内存会很少。

其实这缓存内存(Cache Memory)在你需要使用内存的时候会自动释放所以你不必担心没有

内存可用。

swap清理

1 swapoff -a 空闲的内存必须比已经使用的swap空间大

释放缓存区内存的方法

临时修改

• 清理pagecache页面缓存

1 2 3 4 5 6 [rootlocalhost ~]# cat /proc/sys/vm/drop_caches  0 [rootlocalhost ~]# echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches  [rootlocalhost ~]# cat /proc/sys/vm/drop_caches  1 [rootlocalhost ~]#

• 清理dentries目录缓存和inodes

1 [rootlocalhost ~]# echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches

• 清理pagecache、dentries和inodes

1 2 3 4 5 [rootlocalhost ~]# sysctl -w vm.drop_caches3 vm.drop_caches  3 [rootlocalhost ~]# cat /proc/sys/vm/drop_caches  3 [rootlocalhost ~]#

永久生效

1 2 3 4 5 6 [rootlocalhost ~]# cp /etc/sysctl.conf{,.bak} [rootlocalhost ~]# vim /etc/sysctl.conf #vm.drop_caches1 #vm.drop_caches2 vm.drop_caches3 [rootlocalhost ~]# sysctl -p

sysctl命令用于运行时配置内核参数这些参数位于/proc/sys目录下。sysctl配置与显示在/proc/sys目录中的内核参数可以用sysctl来设置或重新设置联网功能如IP转发、IP碎片去除以及源路由检查等。用户只需要编辑/etc/sysctl.conf文件即可手工或自动执行由sysctl控制的功能。

 -w   临时改变某个指定参数的值如

         sysctl -w net.ipv4.ip_forward1

-a   显示所有的系统参数

 -p   从指定的文件加载系统参数如不指定即从/etc/sysctl.conf中加载

另外可以使用sync命令来清理文件系统缓存还会清理僵尸(zombie)对象和它们占用的内存

1 [rootlocalhost ~]# sync

sync命令用于强制被改变的内容立刻写入磁盘更新超块信息。 

在Linux/Unix系统中在文件或数据处理过程中一般先放到内存缓冲区中等到适当的时候再写入磁盘以提高系统的运行效率。sync命令则可用来强制将内存缓冲区中的数据立即写入磁盘中。用户通常不需执行sync命令系统会自动执行update或bdflush操作将缓冲区的数据写 入磁盘。只有在update或bdflush无法执行或用户需要非正常关机时才需手动执行sync命令。

如果在执行这些操作时正在写数据那么实际上在数据到达磁盘之前就将它从文件缓存中清除掉了这可能会造成很数据的丢失。

在linux中/proc/sys/vm/vfs_cache_pressure这个文件会告诉内核当清理inoe/dentry缓存时应该用什么样的优先级。

1 2 3 [rootlocalhost ~]# cat /proc/sys/vm/vfs_cache_pressure  100 [rootlocalhost ~]#

这个是默认值内核会尝试重新声明dentries和inodes并采用一种相对于页面缓存和交换缓存比较”合理”的比例。

减少vfs_cache_pressure的值会导致内核倾向于保留dentry和inode缓存。

增加vfs_cache_pressure的值即超过100时则会导致内核倾向于重新声明dentries和inodes

小于100的值不会导致缓存的大量减少超过100的值则会告诉内核你希望以高优先级来清理缓存。

其实无论vfs_cache_pressure的值采用什么值内核清理缓存的速度都是比较低的。如果将此值设置为10000系统将会将缓存减少到一个合理的水平。

swap分区添加

一、使用分区的方式

1.直接安装系统的时候在文件系统类型里选择swap添加分区

2.如果安装系统时候忘记添加swap分区通过如下步骤添加

这里直接把上次创建的/dev/sdb1修改为swap分区

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 [rootjustin ~]# fdisk /dev/sdb WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. Its strongly recommended to          switch off the mode (command c) and change display units to          sectors (command u). Command (m for help): p Disk /dev/sdb: 8589 MB, 8589934592 bytes 255 heads, 63 sectors/track, 1044 cylinders Units  cylinders of 16065 * 512  8225280 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disk identifier: 0x9adeb999    Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System /dev/sdb1               1         393     3156741   83  Linux /dev/sdb4             394        1044     5229157   5  Extended /dev/sdb5             394         786     3156741   83  Linux /dev/sdb6             787        1044     2072353  83  Linux Command (m for help): t     ;修改文件系统类型 Partition number (1-6): 1   ;指sdb1分区 Hex code (type L to list codes): 82   ;swap分区ID Changed system type of partition 1 to 82 (Linux swap / Solaris) Command (m for help): w The partition table has been altered! Calling ioctl() to re-read partition table. WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: 设备或资源忙.            ;因为之前挂载了最好修改钱卸载掉 The kernel still uses the old table. The new table will be used at the next reboot or after you run partprobe(8) or kpartx(8) Syncing disks. [rootjustin ~]# fdisk -l /dev/sdb Disk /dev/sdb: 8589 MB, 8589934592 bytes 255 heads, 63 sectors/track, 1044 cylinders Units  cylinders of 16065 * 512  8225280 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disk identifier: 0x9adeb999    Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System /dev/sdb1               1         393     3156741   82  Linux swap / Solaris /dev/sdb4             394        1044     5229157   5  Extended /dev/sdb5             394         786     3156741   83  Linux /dev/sdb6             787        1044     2072353  83  Linux [rootjustin ~]# free              total       used       free     shared    buffers     cached Mem:       1030796     113716     917080          0      17400      58992 -/ buffers/cache:      37324     993472 Swap:      2097144          0    2097144 [rootjustin ~]# mkswap /dev/sdb1 /dev/sdb1: 设备或资源忙 [rootjustin ~]# umount /dev/sdb1 [rootjustin ~]# mkswap /dev/sdb1   ;格式化为swap分区 Setting up swapspace version 1, size  3156736 KiB no label, UUIDb02fa6eb-b2ff-445b-a22a-9789263c729b [rootjustin ~]# swapon /dev/sdb1    ;激活swap分区 [rootjustin ~]# free              total       used       free     shared    buffers     cached Mem:       1030796     115984     914812          0      17412      59012 -/ buffers/cache:      39560     991236 Swap:      5253876          0    5253876 [rootjustin ~]# swapon -s     ;显示swap分区列表 Filename                Type        Size    Used    Priority /dev/sda3                               partition   2097144 0   -1 /dev/sdb1                               partition   3156732 0   -2 [rootjustin ~]# vim /etc/fstab /dev/sdb1               /mnt/sdb1               swap    defaults        0 0 [rootjustin ~]# swapon -a          ;加载swap分区 [rootjustin ~]# swapoff /dev/sdb1  ;卸载swap分区 [rootjustin ~]# free              total       used       free     shared    buffers     cached Mem:       1030796     116416     914380          0      17276      61604 -/ buffers/cache:      37536     993260 Swap:      2097144          0    2097144 [rootjustin ~]# swapon /dev/sdb1 [rootjustin ~]# free              total       used       free     shared    buffers     cached Mem:       1030796     118296     912500          0      17280      61616 -/ buffers/cache:      39400     991396 Swap:      5253876          0    5253876 [rootjustin ~]#

至此swap分区创建完成

二、使用文件的方式

文件写入swap的时候分区会比文件快所以最好还是使用分区的方式以下创建一个200M的swap

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 [rootjustin ~]# grep SwapTotal /proc/meminfo SwapTotal:       5253876 kB [rootjustin ~]# dd if/dev/zero of/home/swapfile bs100M count2 记录了20 的读入 记录了20 的写出 209715200字节(210 MB)已复制2.19593 秒95.5 MB/秒 [rootjustin ~]# mkswap /home/swapfile mkswap: /home/swapfile: warning: dont erase bootbits sectors         on whole disk. Use -f to force. Setting up swapspace version 1, size  204796 KiB no label, UUIDb977d4b9-acfb-4feb-8fb6-22b2ea132a42 [rootjustin ~]# swapon /home/swapfile [rootjustin ~]# vim /etc/fstab /home/swapfile          swap                    swap    defaults        0 0 [rootjustin ~]# swapon -a [rootjustin ~]# grep SwapTotal /proc/meminfo SwapTotal:       5458668 kB [rootjustin ~]#

至此swap分区创建完成

swap清理

1 [rootlocalhost nagios]# swapoff -a 这样清理有个前提条件空闲的内存必须比已经使用的swap空间大

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扩展

dd功能是把指定的输入文件拷贝到指定的输出文件中并且在拷贝过程中可以进行格式转换

1 [rootjustin ~]# dd if/dev/zero of/home/swapfile bs100M count2

if/dev/zero if的意思是i代表input 就是输入的意思ffile代表文件 ,if/dev/zero 说明使用/dev/zero 这个文件作为输入

of/home/swapfile of代表output file 就是输出文件就是我们生成的那个文件的文件名我们这里名字叫做swapfile, 

ibs1bytes    一次读入1个字节(即一个块大小为 1个字节)。

obs1bytes  一次写入1 个字节(即一个块大小为1个字节)。

bs1bytes    同时设置读写块的大小为 1bytes 可代替 ibs 和 obs 如果bs1k指定数字的地方乘以以下列相应的数字。即bs1*1024bytesbs2b2*5122024bytes

b512, c1, k1024, w2, xmnumber m

1 byte字节 8 bits 位

1KiB 1,024 bytes 

1MiB 1,048,576 bytes 

1GiB 1,073,741,824 bytes 

1TiB 1,099,511,627,776 bytes

cbs1bytes     一次转换 1个字节即转换缓冲区大小。

skip1blocks    从输入文件if 后面的部分开头跳过1个块后再开始复制。

1 #dd ifabc.gz ofabc.gz.bak2 bs1k skip10000 count70000

表示跳过abc.tz前10000K的输入开始复制

seek1blocks    从输出文件of 后面的部分开头跳过1个块后再开始复制。(通常只有当输出文件是磁盘或磁带时才有效)。

count代表使用几个块bs乘以count大小为该文件的总大小

/dev/null外号叫"黑洞"它等价于一个只写文件所有写入它的内容都会永远丢失.而尝试从它那儿读取内容则什么也读不到。如果不想让消息以标准输出显示或写入文件那么可以将消息重定向到它。

/dev/zero主要的用处是用来创建一个指定长度用于初始化的空文件就像临时交换文件。

使用dd命令来测试硬盘的写入速度

1 2 3 [rootjustin ~]# dd if/dev/zero of/tmp/1Gbytes bs4k count256000 oflagdsync    [rootjustin ~]# dd if/dev/zero of/tmp/1Gbytes bs4k count256000 convfdatasync

两个都是往硬盘中写入1 Gbytes的数据只是第一个的速度慢的要命。使用dsyncdd会从/dev/zero中每次读取4Kbytes数据然后直接写入到硬盘当中重复此步骤直到共读取并且写入了1 Gbytes的数据。使用fdatasyncdd会从/dev/zero中一次性读取1 Gbytes的数据写入到磁盘的缓存中然后再从磁盘缓存中读取一次性写入到硬盘当中。

本文转自 justin_peng 51CTO博客原文链接http://blog.51cto.com/ityunwei2017/1323200如需转载请自行联系原作者【转自：东台网站开发公司 http://www.1234xp.com/dongtai.html 欢迎留下您的宝贵建议】