如何在 Linux 中监控和管理Swap分区

主机说将深入研究检查swap分区使用大小和利用率的各种方法,并讨论为什么swap分区至关重要以及如何解决常见问题。

今天,我们将探索 Linux 中swap分区大小和利用率的迷人世界。作为一个经历过 Linux 内存管理曲折的人,我迫不及待地想与您分享我的见解和经验。所以,让我们戴上我们的思维帽,拿一杯您选择的热饮,然后开始吧!

什么是swap分区?

在 Linux 世界中,swap分区用作系统物理内存 (RAM) 的扩展。它是硬盘驱动器上的一个指定区域,当 RAM 中没有足够的空间时临时存储数据。虽然swap分区在速度方面无法与 RAM 竞争,但它在防止因内存不足导致的系统崩溃方面起着至关重要的作用。

为什么 Linux 系统使用swap分区,它与其他操作系统相比如何?

必须了解 Linux 不是唯一使用swap分区或等效机制的操作系统。事实上,大多数现代操作系统都使用某种形式的虚拟内存管理,包括 Windows 和 macOS。让我们简要了解一下swap分区在 Linux 中的使用方式以及它与其他操作系统的比较:

Linux swap分区

前面提到过,Linux 在RAM 不足的时候使用swap分区作为物理内存的扩展。内核的内存管理子系统根据需要动态分配和释放swap分区。Linux 允许使用swap分区或交换文件,从而可以根据您的系统要求灵活地配置swap分区。

Windows 分页文件

Windows 系统利用分页文件(也称为交换文件)进行虚拟内存管理。类似于 Linux swap分区,页面文件存储不适合 RAM 的数据。但是,与允许交换分区的 Linux 不同,Windows 专门使用基于文件系统的方法。默认情况下,页面文件由系统自动管理,但高级用户可以配置其大小和位置。

macOS 交换文件和压缩内存

macOS 使用交换文件和内存压缩的组合来处理虚拟内存管理。当系统用完 RAM 时,它会压缩内存中的非活动数据以释放空间。如果仍然需要更多内存,macOS 会创建交换文件来临时存储数据。这种混合方法有助于减少磁盘 I/O 并提高整体系统性能。

如果最初没有分配swap分区会怎样?操作系统会不会运行失败?

如果您的 Linux 系统没有分配swap分区,它仍然可以运行而不会出现任何直接问题。但是,随着系统内存使用量的增加,您可能会遇到限制和潜在问题。如果您的系统没有swap分区,可能会发生以下情况:

内存有限:没有swap分区,您的系统只能利用可用的物理内存 (RAM)。当 RAM 填满时,没有额外的空间来临时存储数据,这可能会导致性能下降或崩溃。

Out-of-Memory (OOM) Killer:Linux 包含一种称为 Out-of-Memory (OOM) Killer 的机制,当系统用完可用内存时,它会自动终止进程。虽然这有助于防止崩溃,但可能会导致未保存的数据丢失和工作流程中断。

系统稳定性降低:随着内存使用量接近物理极限,系统不稳定的风险增加。应用程序可能会崩溃,系统服务可能会变得无响应,从而导致令人沮丧的用户体验。

如果您意识到您在初始安装期间没有分配swap分区或者您需要更多swap分区,您仍然可以在事后创建和配置它。您可以创建一个交换分区(需要重新分区您的磁盘)或一个交换文件(更容易和更灵活)。这两种方法都可以很好地工作,但由于交换文件的简单性和适应性,通常建议使用交换文件。

请记住,虽然swap分区可以提高系统在内存压力下的稳定性和性能,但它不能替代足够的 RAM。如果您一直遇到高内存使用情况,明智的做法是考虑升级系统的物理内存。

为什么监控交换使用很重要?

出于以下几个原因,密切关注交换使用情况至关重要:

  • 性能:过多的交换会导致系统性能明显下降。监视交换使用情况使您能够及时识别和解决性能问题。
  • 稳定性:高交换使用率可能表明您的系统内存不足,可能导致崩溃和其他稳定性问题。
  • 故障排除:深入了解交换使用模式可以帮助您诊断与内存相关的问题,并做出有关硬件升级或系统配置调整的明智决策。

如何在 Linux 中检查交换区使用大小和利用率

现在我们了解了swap分区使用监控的重要性,让我们探索一些最常用的方法来检查 Linux 中的swap分区大小和利用率。

方法 1:使用“免费”命令

Checking-swap-space-on-Pop_OS

检查 Pop!_OS 上的swap分区

在 Linux 中检查swap分区使用情况的最简单方法之一是使用“free”命令。打开终端窗口并键入以下命令:

free -h

‘-h’ 标志以人类可读的格式显示输出。这是一个示例输出:

total used free shared buff/cache available
Mem: 7.7Gi 3.2Gi 2.2Gi 332Mi 2.2Gi 4.0Gi
Swap: 2.0Gi 512Mi 1.5Gi

在此示例中,您可以看到总swap分区为 2.0 GiB,已使用 512 MiB,1.5 GiB 可用。这是我的 Pop!_OS 系统的屏幕截图。

方法 2:使用“swapon”命令

Checking-swap-using-swapon-command

使用 swapon 命令检查交换

另一种检查交换使用情况的方法是使用“swapon”命令。在终端中键入以下命令:

sudo swapon --show

你会得到类似这样的输出:

NAME TYPE SIZE USED PRIO
/dev/sda5 partition 2.0G 512M -2

这表明使用了一个大小为 2.0 GiB 和 512 MiB 的交换分区 (/dev/sda5)。

方法三:分析’/proc/swaps’文件

Using-cat-command-to-find-swap-space

使用 cat 命令查找swap分区

Linux 将交换信息存储在“/proc/swaps”文件中。要阅读其内容,请使用“cat”命令:

cat /proc/swaps

你会看到这样的输出:

Filename Type Size Used Priority
/dev/sda5 partition 2097148 524288 -2

这会显示交换分区 (/dev/sda5)、其大小 (2,097,148 KiB)、已用空间 (524,288 KiB) 和优先级。

4:使用“vmstat”命令

Using-vmstat-command-to-find-swap-space

使用 vmstat 命令查找swap分区

“vmstat”命令提供有关系统各个方面的有价值信息,包括swap分区使用情况。要使用“vmstat”检查交换使用情况,请在终端中键入以下命令:

vmstat

你会得到类似这样的输出:

procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu-----
r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st
1 0 524288 2308480 84188 2303036 1 3 51 47 112 234 6 2 92 0 0

在此示例中,“si”(换入)和“so”(换出)列分别表示换入和换出的内存量,以千字节/秒为单位。如果这些数字一直很高,则可能表明存在与交换相关的性能问题。

结论

如您所见,在 Linux 中检查交换区使用大小和利用率并不像乍看起来那么复杂。稍加耐心和练习,您很快就会成为 Linux 交换大师!

掌握 Linux 中的交换区使用大小和利用率是优化系统性能和稳定性的基本技能。通过利用“free”、“swapon”、“cat /proc/swaps”和“vmstat”命令,您可以有效地监控和管理 Linux 系统的swap分区。此外,了解swap分区在各种操作系统中的作用并学习如何解决常见问题将使您能够就硬件升级和系统配置做出明智的决策。继续尝试,并记住 Linux 社区始终在这里支持您成为swap分区专家的旅程。

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