虚拟内存的使用与管理

虚拟内存是一种将部分物理内存扩展到磁盘空间的技术，以提供更大的内存空间和更好的系统性能。在服务器内存不足时，通过增加虚拟内存来扩大内存容量是一种常见的解决方案。然而，在启用虚拟内存时，需要仔细考虑系统的实际需求和硬件配置，以及权衡虚拟内存的优缺点。

为什么要使用虚拟内存

当服务器内存不足时，可以通过增加虚拟内存来扩大内存容量。但是在启用虚拟内存时，需要仔细考虑系统的实际需求和硬件配置，以及权衡虚拟内存的优缺点，考虑好利弊后在开启虚拟内存。

什么是虚拟内存

虚拟内存允许系统在物理内存不足时，将不常用的内存页转移到磁盘上，从而释放物理内存供活跃的进程使用。

使用虚拟内存的优点：

• 增加可用内存： 虚拟内存允许系统在物理内存不足时将部分内存数据存储到磁盘上，从而扩展了系统可用的内存空间。

  仍然可以继续运行应用程序，避免了因内存不足而导致的系统崩溃或应用程序崩溃。

• 提高系统稳定性： 虚拟内存可以防止系统因内存不足而崩溃。

• 支持大型程序运行： 虚拟内存可以提供额外的内存空间，使大型应用程序能够在物理内存有限的情况下继续运行。

• 灵活管理内存： 虚拟内存允许系统管理员根据实际需求动态调整交换空间的大小，优化系统的性能和稳定性。

• 提高系统响应速度： 虚拟内存可以减少因内存不足而导致的系统响应速度下降的情况。

使用虚拟内存的弊端：

• 性能影响： 虚拟内存的使用可能会导致系统性能下降。
• 磁盘空间消耗： 交换空间占用磁盘空间，可能会导致磁盘空间不足的问题。
• SSD 磨损： 频繁的写入操作可能会加速SSD的磨损，缩短其寿命。
• 应用程序性能下降： 应用程序可能会因为频繁的磁盘读写而性能下降。
• 系统稳定性： 交换空间设置不当可能会导致系统稳定性问题。

总的来说，虚拟内存的使用可以提高系统的稳定性、可用性和性能，但是在启用虚拟内存时，需要仔细考虑系统的实际需求和硬件配置，以及权衡虚拟内存的优缺点。

物理内存

物理内存是用于存储正在运行的程序和数据的地方。当应用程序需要使用内存时，它会向操作系统请求内存分配。当物理内存不足时，系统将部分数据从物理内存交换到磁盘上的交换区（Swap），这样可以释放物理内存，以便给其他进程使用。

Swap介绍

Swap是Linux系统中的一种虚拟内存技术，用于辅助物理内存（RAM）的管理。当物理内存不足时，Swap提供了一种将部分内存内容交换到硬盘上的方法，以释放物理内存供其他进程使用。

swap相关使用命令：

显示当前启用的交换分区和交换文件的摘要信息，包括路径、大小和使用情况：

swapon -s

swapon -show

启用指定的交换分区或交换文件:

swapon /opt/swapfile     # 启用交换文件

swapon /dev/vda1         # 启用交换分区

创建交换分区或交换文件:

mkswap swapdata

关闭正在使用的交换分区或交换文件

swapoff /opt/swapfile     # 关闭交换文件

swapoff /dev/vda1         # 关闭交换分区

多个swap设置优先级, 优先级相同将同时使用, 在0到32767中间选一个数字

swapon -p 0 /opt/swapfile   # 交换文件路径

虚拟内存设置

通过设置交换文件设置虚拟内存。

5.1、查看可用磁盘空间

df -h

5.2、 使用 dd 工具来创建一个交换文件

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

参数说明：

• dd ：用来创建交换文件。
• if=/dev/zero ：输入文件的路径。/dev/zero是一个特殊设备文件，它会提供一系列的零字节。
• of=/opt/swapdata ：输出文件的路径。指定了交换文件的路径为 /opt/swapdata 。
• bs=1024 ：块大小，指定 dd 命令一次传输的数据块大小为1024字节。
• count=16777216 ：创建一个16GB大小的交换文件。

创建成功在/opt目录生成一个swapdata文件

5.3、 设置交换文件的权限为只有 root 用户能读写：

chown root:root /opt/swapdata # 交换文件的所有者和所属组

chmod 600 /opt/swapdata   #只有root用户能读写

5.4、 创建文件类型设置为交换文件

mkswap /opt/swapdata # 交换文件路径

5.5、激活文件:指定的交换文件

swapon /opt/swapdata

激活成功后就可以使用 swapon -s 查看交换文件的摘要信息了

5.6、机器重启的时候自动挂载Swap

# 进入/etc/fstab文件进行修改。
vim /etc/fstab

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

5.7、配置swap分区的使用机制

对于使用多大比例内存之后开始使用swap，在系统配置文件中可以通过调整参数进行修改。查看比例信息：

cat /proc/sys/vm/swappiness

该参数范围为0-100。0 就是最大限度使用内存，尽量不使用swap。100是积极使用swap。越高越会使用swap分区。重新配置值：

sysctl vm.swappiness=30

如需永久配置：

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

5.8、 查看使用情况

通过 free -h 命令查看内存使用情况。

6、关闭虚拟内存

关闭 swap 文件

swapoff /opt/swapdata

删除swap分区文件

rm -rf /opt/swapdata

删除fstab文件里追加的swap分区开机自动挂载配置内容

/opt/swapdata swap swap defaults 0 0