linux 自建swap

一、基础概念

Swap（交换分区）
- 在Linux系统中，swap是一种虚拟内存机制。当系统的物理内存（RAM）不足时，操作系统会将一部分暂时不使用的数据从内存移动到swap空间（磁盘上的一块特定区域），从而释放出物理内存供其他进程使用。可以把swap看作是磁盘上的一个特殊的“内存补充区”。

自建swap
- 是指系统管理员根据自己的需求，在Linux系统中手动创建swap分区或者swap文件的过程，而不是依赖于系统默认配置或者预先安装时分配好的swap资源。

二、优势

资源优化
- 可以根据服务器的实际硬件资源和应用需求精确调整swap的大小。例如，对于内存资源有限的服务器，合理设置swap可以在一定程度上缓解内存不足的压力，避免因内存耗尽导致系统崩溃或服务中断。

成本效益
- 对于一些预算有限的小型企业或个人开发者，在无法增加大量物理内存的情况下，通过合理利用swap可以提高系统的整体性能和稳定性，充分利用现有的磁盘空间来补充内存资源的不足。

三、类型

Swap分区
- 这是在磁盘上划分出一个专门用于交换数据的分区。在安装Linux系统时可以创建，在已安装系统中也可以通过磁盘分区工具（如fdisk等）进行创建和调整。它的优点是性能相对稳定，因为它是作为一个独立的分区存在，在系统启动时就被识别并可用于交换数据。

Swap文件
- 是在已有的文件系统中的一个普通文件，通过特定命令将其设置为swap空间。例如，可以使用dd命令创建一个指定大小的文件，然后使用mkswap命令将其格式化为swap文件，最后使用swapon命令启用它。这种方式比较灵活，不需要专门划分磁盘分区，并且可以根据需要随时调整大小。

四、应用场景

服务器资源管理
- 在运行多个服务或处理大量并发请求的服务器上，当物理内存接近满载时，swap可以确保系统的正常运行。例如，一个Web服务器同时处理大量的HTTP请求，可能会消耗大量内存用于缓存页面内容等，此时swap就可以作为内存的补充来维持服务器的响应能力。

嵌入式系统或物联网设备
- 这些设备往往硬件资源有限，内存容量较小。自建swap可以在有限的硬件条件下，提高系统的可靠性和多任务处理能力。比如在一个智能家居控制节点设备中，可能需要同时运行多个传感器数据处理任务和通信任务，swap可以帮助平衡内存使用。

五、可能遇到的问题及解决方法

性能问题
- 原因：当系统频繁地在物理内存和swap之间交换数据时（这种情况称为“swap thrashing”），会导致系统性能严重下降。因为磁盘的读写速度远远低于内存的访问速度。
- 解决方法：
  - 优化系统的内存使用，例如关闭不必要的后台进程或者调整服务的内存分配策略。
  - 增加物理内存，如果条件允许的话。
  - 调整swap的使用策略，如通过修改swappiness参数（在Linux系统中，swappiness的值范围是0 - 100，值越高表示系统越倾向于使用swap）。可以通过以下命令查看和设置：
    - 查看：cat /proc/sys/vm/swappiness
    - 设置（临时）：sudo sysctl -w vm.swappiness = [合适的值，如30]
    - 设置（永久）：将vm.swappiness=[合适的值]添加到/etc/sysctl.conf文件中，然后执行sudo sysctl -p使设置生效。

Swap空间不足
- 原因：如果创建的swap空间过小，在物理内存耗尽后无法满足系统对额外内存的需求。
- 解决方法：
  - 如果是swap分区，可以使用磁盘分区工具（如fdisk或parted）重新调整分区大小（需要注意备份数据）。
  - 如果是swap文件，可以创建一个新的更大的swap文件，按照创建swap文件的流程（dd、mkswap、swapon），然后调整系统的swap使用优先级（如果有多个swap空间时）。

以下是一个创建swap文件的示例：