Linux下Swap的用法

這篇文章主要講解了“Linux下Swap的用法”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“Linux下Swap的用法”吧！

Linux操作系統性能分析主要包含磁盤IO、CPU、內存以及網絡流量，而這里主要針對系統內存的使用進程情況做個分析。
一、如何查看系統內存使用情況
1、根據常用命令查看系統內存使用概況
free  -g
                   total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:            31           31          0          0          0          3
-/+ buffers/cache:         28          3
Swap:           15             7          7
（根據free命令可以看到，系統使用了28G的物理內存，3G的剩余內存，其中swap總15G，已使用7G）

top  （f p M）
top - 14:18:50 up 1280 days,  7:15,  1 user,  load average: 1.05, 1.25, 1.12
Tasks: 229 total,   1 running, 227 sleeping,   0 stopped,   1 zombie
Cpu(s):  0.2%us,  0.1%sy,  0.0%ni, 99.7%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0%st
Mem:  32949816k total, 32848840k used,   100976k free,   169308k buffers
Swap: 16771776k total,  8384616k used,  8387160k free,  3276360k cached

  PID USER      PR  NI  VIRT  RES  SHR S %CPU %MEM    TIME+  SWAP DATA COMMAND                                                      
12428 mysql     15   0 22.2g  20g 3964 S  3.3 66.5  91946:06 1.3g  22g mysqld                                                       
22840 cyldj     15   0 9059m 6.7g 9012 S  0.0 21.5  22:05.42 2.1g 8.7g DBAgent                                                      
28689 root      15   0  358m  30m 3036 S  0.0  0.1 187:37.41 328m 137m salt-minion                                                  
30768 cyldj     21   0  462m  10m 1908 S  0.0  0.0  10:44.60 451m 373m java                                                         
22567 root      15   0 86004 3292 2576 S  0.0  0.0   0:00.01  80m  688 sshd                                                         
28690 root      20   0  267m 2188  704 S  0.0  0.0   0:00.00 264m  47m salt-minion                                                  
  661 root      18   0 16340 1836 1632 S  0.0  0.0   0:47.42  14m  308 zabbix_agentd                                                
22569 root      15   0 68156 1520 1188 S  0.0  0.0   0:00.02  65m  408 bash                                                         
 2901 root      18   0  197m 1336  884 S  0.0  0.0   4:04.57 196m 174m AxisAgent                                                    
11236 root      15   0 60672 1324  760 S  0.0  0.0   2:01.21  57m  608 sshd                                                         
  665 root      15   0 18432 1260  992 S  0.0  0.0  11:39.82  16m  308 zabbix_agentd                                                
  662 root      15   0 18432 1256  992 S  0.0  0.0  11:43.36  16m  308 zabbix_agentd
(根據top命令可以看到使用內存最大的進程是mysql進程，其次是dbagent，其中dbagent使用的交換分區較多)

nmon (m)

nmon下載地址：
https://sourceforge.net/projects/nmon/files/nmon_x86_64_rhel5/download  （RHEL5）
https://sourceforge.net/projects/nmon/files/nmon_linux_14i_newer_Linux_versions.tar.gz/download （RHEL6）
(通過nmon可以看到內存的詳細分配情況，其中總內存為32177.6 MB，總swap 16378.7 MB ,空閑93.4 MB，可回收3188.2+166.5 MB，已使用交換分區7273.6MB，已使用的活動數據大小為30099.9MB，可以被交換出內存的數據大小為1590.7  MB)

2、根據系統監控查看系統內存使用情況

（近7天的內存使用情況）
3、查看指定進程的系統內存使用信息
cat /proc/22840/statm
#virt    res     shr  text lib data dt  
2319113 1768037 2253 3836 0 2292997 0
(上述是查看dbagent的內存使用信息，其中單位是頁數，所以要看系統頁大小4K，第一列是虛擬內存2319113頁，第二列是駐留內存1768037頁，第三列是共享內存2253頁，進程獨占內存大小為res-shr)
getconf  PAGESIZE
4096
awk '/^Swap:/ {SWAP+=$2}END{print SWAP" KB"}' /proc/${pid}/smap
for i in `cd /proc;ls |grep "^[0-9]"|awk ' $0 >100'` ;do awk '/Swap:/{a=a+$2}END{print '"$i"',a/1024"M"}' /proc/$i/smaps ;done |sort -k2nr
（上述命令可以查看進程虛擬內存使用情況）
cat /proc/22840/status |grep Vm
VmPeak:  9341632 kB
VmSize:  9276452 kB
VmLck:         0 kB
VmHWM:   7074296 kB
VmRSS:   7073540 kB
VmData:  9171904 kB
VmStk:        84 kB
VmExe:     15344 kB
VmLib:      4728 kB
VmPTE:     15596 kB
(上述命令可以查看指定進程的內存使用情況VmSize表示虛擬內存大小，VmRSS表示駐留內存大小)
二、綜合分析MYSQL數據庫內存使用情況
sh show_mem_usage.sh
全局內存大小：18592.00 MB
單線程最大內存:25.18 MB
最大線程占用內存： 8815.62 MB
歷史最大線程占用內存： 5213.81 MB
Innodb Buffer Pool使用率: 99.00%
從mysql的內存使用和總的物理內存使用來看，服務器的內存使用已經基本達到上限（mysql駐留內存大約是21G，dbagent大約為7G，物理總內存為31G，緩存了3G，大約有2G左右的非活動區內存），當mysql進程、dbagent使用超過5G內存，物理內存不夠，就會使用到了swap分區。
三、什么情況下會使用swap分區
1、物理內存確實不夠用的情況下，會使用到swap分區。
2、物理內存還有足夠的內存使用，比如cache,buffer的剩余較多的情況下使用了swap分區
四、使用swap分區擴展
如果有足夠的物理內存，依舊使用了swap分區，可以從以下幾方面查看為什么使用了swap分區
1、swap分區比例調整
cat /etc/sysctl.conf  |grep swap    
vm.swappiness=0
設置為0表示優先最大限度的使用物理內存緩存數據，而不是磁盤作為分區，值越大越不利于物理內存的充分利用
2、numa陷阱

為了提高cpu和內存的數據訪問速度、并發度，設計了numa架構，但如果numa的內存分配策略不合理，那么將會嚴重影響到內存的使用，尤其是對大內存塊使用的數據庫服務器。
#numactl --hardware   
available: 2 nodes (0-1)
node 0 size: 16160 MB
node 0 free: 15 MB
node 1 size: 16131 MB
node 1 free: 78 MB
node distances:
node   0   1
  0:  10  20
  1:  20  10
（上述命令可以查看各個node節點的物理內存分配情況，可以看到兩節點的內存分配比例基本平均，如果node0節點free和和node1的free值相差較大，說明分配策略存在問題，很大可能會帶來swap使用，而物理內存空閑的狀態）
也可以通過查看numastat查看numa的miss和hit比例來進一步確認
#numastat
                           node0           node1
numa_hit             39150779957     38736256884
numa_miss             2658848763      8851827358
numa_foreign          8851827296      2658848763
interleave_hit         122652306       137287417
local_node           39096884744     38598664497
other_node            2712743976      8989419745
3、解決方案
（1）啟用大頁管理
（2）關閉numa
***BIOS關閉NUMA
***啟動內核關閉：
vi /boot/grub/grub.conf
kernel /boot/vmlinuz-2.6.18-128.1.16.0.1.el5 root=LABEL=DBSYS ro bootarea=dbsys rhgb quiet console=ttyS0,115200n8 console=tty1 crashkernel=128M@16M numa=off
重啟操作系統，通過cat /proc/cmdline和numactl --hardware查看是否關閉
（3）調整內核參數
內核參數：zone_reclaim_mode，如果為0的話，那么系統會傾向于從其他節點分配內存，如果是1表示系統會傾向于從本地節點回收Cache內存多數時候
               vm.swappiness=0
echo 0 > /proc/sys/vm/zone_reclaim_mode ; echo "vm.zone_reclaim_mode = 0" >> /etc/sysctl.conf
（4）調整內核參數
Mysql可以調整相關參數、交叉啟動方式來改善numa，例如numactl --interleave=all  /etc/init.d/mysql start
localalloc規定進程從當前node上請求分配內存；
preferred比較寬松地指定了一個推薦的node來獲取內存，如果被推薦的node上沒有足夠內存，進程可以嘗試別的node。
membind可以指定若干個node，進程只能從這些指定的node上請求分配內存。
interleave規定進程從指定的若干個node上以RR（Round Robin 輪詢調度）算法交織地請求分配內存。

#NUMA support

numa_interleave = 1
innodb_buffer_pool_populate = 1
flush_caches=1

感謝各位的閱讀，以上就是“Linux下Swap的用法”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對Linux下Swap的用法這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！