揭开Linux操作系统的Swap交换区之谜
作者 佚名技术
来源 Linux系统
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发布时间 2012-04-30
| Swap,即交换区,除了安装Linux的时候,有多少人关心过它呢?其实,Swap的调整对Linux服务器,特别是Web服务器的性能至关重要.通过调整Swap,有时可以越过系统性能瓶颈,节省系统升级费用. Swap的原理是一个较复杂的问题,需要大量的篇幅来说明.在这里只作简单的介绍,在以后的文章中将和大家详细讨论Swap实现的细节. 众所周知,现代操作系统都实现了“虚拟内存”这一技术,不但在功能上突破了物理内存的限制,使程序可以操纵大于实际物理内存的空间,更重要的是,“虚拟内存”是隔离每个进程的安全保护网,使每个进程都不受其它程序的干扰. Swap空间的作用可简单描述为：当系统的物理内存不够用的时候,就需要将物理内存中的一部分空间释放出来,以供当前运行的程序使用.那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程序,这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中,等到那些程序要运行时,再从Swap中恢复保存的数据到内存中.这样,系统总是在物理内存不够时,才进行Swap交换. 计算机用户会经常遇这种现象.例如,在使用Windows系统时,可以同时运行多个程序,当你切换到一个很长时间没有理会的程序时,会听到硬盘 “哗哗”直响.这是  这个程序的内存被那些频繁运行的程序给“偷走”了,放到了Swap区中.因此,一旦此程序被放置到前端,它就会从Swap区取回自己的数据,将其放进内存,然后接着运行.需要说明一点,并不是所有从物理内存中交换出来的数据都会被放到Swap中(如果这样的话,Swap就会不堪重负),有相当一部分数据被直接交换到文件系统.例如,有的程序会打开一些文件,对文件进行读写(其实每个程序都至少要打开一个文件,那就是运行程序本身),当需要将这些程序的内存空间交换出去时,就没有必要将文件部分的数据放到Swap空间中了,而可以直接将其放到文件里去.如果是读文件操作,那么内存数据被直接释放,不需要交换出来, 下次需要时,可直接从文件系统恢复;如果是写文件,只需要将变化的数据保存到文件中,以便恢复.但是那些用malloc和new函数生成的对象的数据则不同,它们需要Swap空间,它们在文件系统中没有相应的“储备”文件,因此被称作“匿名 ”(Anonymous)内存数据.这类数据还包括堆栈中的一些状态和变量数据等. 说,Swap空间是“匿名”数据的交换空间.
突破128M Swap限制 经常看到有些Linux(国内汉化版)安装手册上有这样的说明：Swap空间不能超过128M.为什么会有这种说法?在说明“128M”这个数字的来历之前,先给问题一个回答：现在根本不存在128M的限制!现在的限制是2G! Swap空间是分页的,每一页的大小和内存页的大小一样,方便Swap空间和内存之间的数据交换.旧版本的Linux实现Swap空间时,用 Swap空间的第一页作为所有Swap空间页的一个“位映射”(Bit map).这就是说第一页的每一位,都对应着一页Swap空间.如果这一位是1,表示此页Swap可用;如果是0,表示此页是坏块,不能使用.这么说来,第一个Swap映射位应该是0, ,第一页Swap是映射页.另外, 10个映射位也被占用,用来表示Swap的版本(原来的版本是 Swap_space ,现在的版本是swapspace2).那么,如果说一页的大小为s,这种Swap的实现方法共能管理“8 * ( s - 10 ) - 1”个Swap页.对于i386系统来说s=4096,则空间大小共为133890048,如果认为1 MB=2^20 Byte的话,大小正好为128M.之 这样来实现Swap空间的管理,是要防止Swap空间中有坏块.如果系统检查到Swap中有坏块,则在相应的位映射上标记上0,表示此页不可用.这样在使用Swap时,不至于用到坏块,而使系统产生错误.现在的系统设计者认为： 1.现在硬盘质量很好,坏块很少. 2.就算有,也不多,只需要将坏块罗列出来,而不需要为每一页建立映射. 3.如果有很多坏块,就不应该将此硬盘作为Swap空间使用. 于是,现在的Linu |
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