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【51CTO.com快譯】許多Linux發行版(包括Red Hat)建議所有系統使用交換(swap)內存。然而，如果您看一下各種發行版的大多數云實例，會發現沒有交換內存。

概況介紹

交換內存在大多數系統上作為磁盤上的一個分區而存在。分區后，管理員用mkswap格式化分區，用swapon啟用它，內核立即看到可用的交換內存。沒有可用分區的系統可使用交換文件，這是用mkswap格式化并啟用的現有文件系統上的一個文件而已。

這兩種方法都很好，但在分區上設置交換內存可帶來更好的性能，因為您避免了現有分區上交換文件的開銷。

系統RAM不足時，Linux可將內存頁存儲到交換空間中，避免進程殺死、系統崩潰。磁盤的速度比系統RAM慢得多，這降低了系統性能，直到系統RAM釋放出來。如果內存使用量繼續攀升到系統RAM和交換內存完全耗盡的地步，致命的內存不足(OOM)就會出現，并開始殺死進程，直到足夠的RAM可用。

交換空間大小方面歷來的建議是系統RAM大小的兩倍。比如，為擁有1GB系統RAM的系統分配2GB的交換空間。該比率適用于較小的系統，無法適用于擁有數百GB系統 RAM的系統。

贊成為云設置交換空間的理由

微服務的興起促使許多公司部署大量較小的實例。較小的實例隨帶較少的系統RAM，這增加了致命的OOM出現的風險：殺死進程，直到系統有足夠的可用內存。

為這些系統添加交換空間在兩個方面有幫助：

首先，進程可以在高負載期間從系統RAM臨時轉入到交換空間。管理員可從監控系統了解這些事件，他們有時間分析系統上發生這種情況的原因。萬一內存泄漏，開發人員可以檢查進程，在進程仍運行期間了解出了什么問題。這也可能表明：隨著應用程序變龐大，管理員需要為它分配更大的實例。

其次，Linux內核會監視很少使用的內存頁，并將它們發送到交換空間，以保留寶貴的系統RAM。sysctl設置vm.swappiness可控制內核將內存頁發送到交換空間的愿望。這可以通過將最活躍的頁留在系統RAM中，而將很少使用的頁發送到交換內存來幫助云實例。

反對為云設置交換空間的理由

管理員禁止交換空間，因為他們可以自動用新的實例替換異常的實例。隨著時間的推移，他們的監控指標顯示因OOM導致應用程序下線而需要更換的實例有所增加。解決方案可能是更大的實例或進一步調查高負載下的內存泄漏。Systemd也會在可能的情況下快速重啟這些進程。

在云實例上選擇交換內存位置需要更全面的思考和規劃。在物理服務器上，本地連接的非易失性內存快速(NVMe) 磁盤上的交換內存足夠快，但是裝有外部存儲的云實例(比如AWS的彈性塊存儲即EBS)又如何?EBS上的性能取決于您選擇哪種類型的EBS和系統上的鄰居。系統出現RAM溢出時，遠程存儲系統上的交換內存可能導致實例性能欠佳。管理員可以選擇RAM溢出時忽略交換內存并替換這些實例，而不是應對性能糟糕的處理請求的服務器。

最后，許多云實例成為Kubernetes和OpenShift集群的一部分，它們在處理交換內存時面臨難題。關于適當處理交換內存，GitHub上有一個問題單。

部署使用交換內存的云實例

如果您認為提供交換內存對應用程序有益，cloud-init 使您能夠使用mounts模塊在第一次啟動時提供交換內存。只需為現有的cloud-config用戶數據添加幾行：

swap: 
    filename: /swapfile 
    size: auto 
    maxsize: 4294967296 

該配置告訴cloud-init在/swapfile創建一個自動大小(接近或小于4GB)的交換文件。自動交換大小的調整格式在cloud-init的源代碼中：

formulas = [ 
    # < 1G: swap = double memory 
    (1 * GB, lambda x: x * 2), 
    # < 2G: swap = 2G 
    (2 * GB, lambda x: 2 * GB), 
    # < 4G: swap = memory 
    (4 * GB, lambda x: x), 
    # < 16G: 4G 
    (16 * GB, lambda x: 4 * GB), 
    # < 64G: 1/2 M up to max 
    (64 * GB, lambda x: x / 2), 
] 

Red Hat建議的交換大小略有不同：

• 2GB或更少的系統RAM：2x RAM
• 大于2GB至8GB: 1x RAM
• 大于8GB至 64GB：至少4 GB
• 大于64GB：至少4GB

您可以在cloud-config中用size：參數手動指定交換內存(以字節為單位)

swap: 
    filename: /swapfile 
    size: 2147483648  # 2 GiB 

配置現有云實例上的交換內存

針對現有實例，交換文件常常是啟用交換內存的最容易的方法。在該例中，將2GB交換文件放入到/swapfile中：

# BTRFS only ################################################################# 
# We must disable copy-on-write updates for swap files on btrfs file systems. 
# The 'swapon' step fails if you skip these steps. 
truncate -s 0 /swapfile 
chattr +C /swapfile 
# BTRFS only ################################################################# 
# A 2 GiB swap file. 
dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1MiB count=2048 
# Set the correct permissions on the swap file. 
chmod 0600 /swapfile 
# Format the swapfile. 
mkswap /swapfile 
# Enable the swapfile. 
swapon /swapfile 
# Add it to /etc/fstab to enable it after reboot. 
echo "/swapfile none swap defaults 0 0" >> /etc/fstab 

查看交換內存是否準備就緒：

$ cat /proc/swaps 
Filename        Type    Size      Used    Priority 
/swapfile       file    2097148   0       -2 

原文標題：Analyzing cases for and against setting swap space on cloud instances，作者：Major Hayden (Red Hat)

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