在 CentOS 系统中，当物理内存（RAM）资源紧张时，系统可能会变得响应迟缓，甚至导致应用程序崩溃或服务中断，为了应对这种情况，Linux 提供了一种名为“交换空间”的机制，它允许将硬盘的一部分空间用作虚拟内存，这种“将硬盘当内存使用”的技术，虽然无法替代物理内存的高速性能，但却是一种至关重要的内存压力缓解策略，能有效防止系统因内存耗尽而宕机。
什么是Swap空间？
Swap 并非物理内存的等价物，物理内存（RAM）由高速的DRAM芯片组成，访问速度极快，但容量有限且断电后数据会丢失，而 Swap 空间则是硬盘上的一个专用区域（可以是分区或文件），访问速度远慢于 RAM，但容量可以设置得很大，且数据持久化。
其核心工作原理是：当系统物理内存使用率过高时，内核会将一些不常用的内存页（pages）从 RAM 移动到 Swap 空间中，从而释放出宝贵的物理内存给更需要它的进程，当这些被移出的内存页再次被访问时，系统再将它们从 Swap 换回到 RAM 中，这个过程被称为“页面换入/换出”，虽然会带来一定的性能开销，但它确保了系统在内存压力下的稳定运行。
如何创建和配置Swap文件？
在 CentOS 中，创建一个 Swap 文件是启用虚拟内存最灵活、最常用的方法，因为它无需重新分区，大小也可以随时调整，以下是详细的操作步骤：
检查当前Swap状态
使用以下命令查看系统当前是否已经配置了 Swap：
swapon --show
或者使用 free 命令查看内存和 Swap 的总体情况：
free -h
如果没有任何输出,或者 Swap 行显示为 0，则表示当前系统未启用 Swap。
创建Swap文件
我们使用 fallocate 命令来创建一个指定大小的文件，创建一个 4GB 大小的 Swap 文件：
sudo fallocate -l 4G /swapfile
fallocate 命令不可用，也可以使用 dd 命令，但速度会慢一些：
sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1G count=4
设置文件权限
为了安全起见,应将 Swap 文件的权限设置为只有 root 用户可以读写：
sudo chmod 600 /swapfile
格式化文件为Swap
将刚创建的文件格式化为 Swap 格式：
sudo mkswap /swapfile
启用Swap文件
立即启用这个 Swap 文件：
sudo swapon /swapfile
再次使用 swapon --show 或 free -h 命令，您应该能看到新的 Swap 空间已经生效。
设置开机自动挂载
为了让系统在重启后自动启用这个 Swap 文件，需要将其信息添加到 /etc/fstab 文件中，备份该文件：
sudo cp /etc/fstab /etc/fstab.bak
将以下行追加到 /etc/fstab 文件的末尾：
echo '/swapfile none swap sw 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab
优化Swap性能：Swappiness参数
swappiness 是一个内核参数，它定义了系统使用 Swap 的积极程度，其值范围是 0 到 100。
- 值越低：内核越倾向于避免使用 Swap，会尽可能地将数据保留在物理内存中，适合内存充裕的服务器环境。
- 值越高：内核越积极地使用 Swap，会更早地将内存页移动到 Swap 空间，适合内存较小或需要运行大量内存密集型应用的环境。
查看当前的 swappiness 值：
cat /proc/sys/vm/swappiness
默认值通常是 30，对于大多数 CentOS 服务器，建议将其调整为一个较低的值，10，以优先保证物理内存的性能。
临时修改：
sudo sysctl vm.swappiness=10
永久修改：
编辑 /etc/sysctl.conf 文件，在文件末尾添加：
vm.swappiness=10保存文件后,执行 sudo sysctl -p 使配置立即生效。
下表小编总结了不同 swappiness 值的推荐场景：
| Swappiness 值 | 推荐场景 | 描述 |
|---|---|---|
| 0-10 | 数据库服务器、应用服务器（内存充足） | 最大程度避免使用 Swap，保证应用响应速度。 |
| 30-60 | 桌面系统、通用服务器（内存适中） | 平衡性能与稳定性，是大多数发行版的默认值范围。 |
| 60-100 | 内存极小的嵌入式设备或需要休眠功能的系统 | 积极使用 Swap，为休眠（Hibernate）提供足够空间。 |
相关问答FAQs
问题1：我的 Swap 文件应该创建多大？
解答： 这并没有一个绝对的标准，取决于您的物理内存大小和应用场景，一个传统的建议是 Swap 大小为物理内存的 1-2 倍，对于拥有大容量内存（如 16GB 或以上）的现代服务器，通常只需要创建一个较小的 Swap（如 2GB 到 8GB）作为应急缓冲，如果系统需要使用休眠功能，Swap 大小至少应等于物理内存大小，以确保能将所有内存内容保存到硬盘中，最佳实践是根据实际内存使用情况进行监控和调整。
问题2：使用 Swap 会减慢我的系统速度吗？
解答： 是的，会，硬盘（即使是高速 SSD）的访问延迟和吞吐量远低于物理内存，当系统频繁地进行内存页面换入/换出时，您会明显感觉到系统性能下降，应用程序响应变慢，Swap 的定位是“应急保障”而非“性能增强”，它通过牺牲部分性能来换取系统的稳定性，防止因内存耗尽导致的致命错误，优化 swappiness 参数可以在一定程度上减少不必要的 Swap 使用，从而减轻对性能的影响。
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