Что такое своп linux

Swap (Русский)

Эта страница дает ознакомление с пространством подкачки и подкачкой страниц в GNU/Linux. Охватывает создание, активацию файлов и разделов подкачки.

Linux делит свою физическую RAM (оперативную память) на кусочки памяти, называемые страницами. Подкачка (swapping) это процесс, когда страницы памяти копируются на предварительно сконфигурированное пространство на жестком диске, называемое пространством подкачки, чтобы освободить эту страницу из памяти. Суммарный размер оперативной памяти и пространства подкачки это количество доступной виртуальной памяти.

Поддержка подкачки обеспечивается ядром Linux и утилитами в пользовательском пространстве из util-linux пакета.

Contents

Пространство подкачки

Пространство подкачки может быть разделом диска или файлом. Пользователи могут создать пространство подкачки во время установки или позднее в любое желаемое время. Пространство подкачки может быть использовано для двух целей, расширить виртуальную память за пределы установленной оперативной памяти (RAM), а также для сохранения данных при гибернации (suspend-to-disk).

Иногда стоит включать Swap в зависимости от установленной оперативной памяти и количества требований для запуска желаемых программ. Если количество оперативной памяти меньше требуемого, тогда стоит включить подкачку. Это позволяет избежать состояния нехватки памяти (OOM), при котором механизм ядра Linux, OOM Killer, будет автоматически пытаться освободить память, убивая процессы. Чтобы увеличить количество виртуальной памяти до требуемого уровня, добавьте необходимую разницу как пространство подкачки. Например, если программа требует 7,5 GB памяти для запуска, а у вас установлено 4 GB оперативной памяти, добавьте разницу 3,5 GB как подкачку. В будущем добавляйте больше пространства к подкачке, учитывая требования. Это вопрос личных предпочтений если вы считаете, что программы должны быть убиты, вместо включения подкачки. Самый большой недостаток в подкачке это снижение производительности, см. раздел #Производительность

Для проверки статуса подкачки, используйте:

free также покажет недостаток памяти, который может быть исправлен включением или увеличением подкачки.

Раздел подкачки

Для подключения устройства как подкачку:

Чтобы подключить этот раздел подкачки при загрузке, добавьте запись в fstab:

где может быть получен из команды:

Активация используя systemd

Отключение подкачки

Чтобы деактивировать определенное пространство подкачки:

Файл подкачки

Как альтернатива к созданию целого раздела, файл подкачки даёт возможность менять свой размер на лету, а также его гораздо легче полностью удалить. Это может быть особенно важно, если дисковое пространство ограничено (например, небольшие SSD)

Вручную

Создание файла подкачки

Установите права доступа (всеми читаемый файл подкачки это огромная локальная уязвимость)

После создания файла нужного размера, форматируйте его в подкачку:

Активируйте файл подкачки:

В завершении, отредактируйте fstab, добавив запись для файла подкачки:

Удаление файла подкачки

Чтобы удалить файл подкачки, сначала нужно отключить подкачку, а затем файл может быть удален:

Автоматически

systemd-swap

Подкачка с USB устройства

Благодаря модульности, предлагаемой Linux, мы можем иметь множество разделов подкачки на различных устройствах. Если у вас полностью заполнен жесткий диск, то можно использовать USB устройство как временный раздел подкачки. Однако, этот метод имеет серьёзные недостатки:

Чтобы добавить USB устройство как подкачку, сначала необходимо разметить USB флешку для подкачки как описано в секции #Раздел подкачки.

Далее откройте /etc/fstab и добавьте

в опции монтирования первоначальной записи подкачки, таким образом USB подкачка будет иметь приоритет записи над старым разделом.

Данная инструкция будет работать и для других устройств хранения, таких как SD карты и т.д.

Шифрование подкачки

Производительность

Операции подкачки как правило существенно медленнее чем непосредственный доступ к RAM. Отключение подкачки полностью для повышения производительности, иногда может привести к ухудшению, поскольку это уменьшает доступную память для VFS кеша, вызывая более частые и дорогостоящие операции ввода/вывода.

Значения подкачки можно настроить, чтобы помочь производительности:

Swappiness

Swappiness sysctl параметр представляющий частоту использования пространства подкачки. Swappiness может иметь значение от 0 до 100, значение по умолчанию = 60. Низкое значение заставляет ядро избегать подкачки, высокое значение позволяет ядру использовать подкачку наперёд. Использование низкого значения на достаточном количестве памяти, улучшает отзывчивость на многих системах.

Чтобы проверить текущее значение swappiness:

Чтобы временно установить значение swappiness:

Чтобы постоянно установить значение swappiness, отредактируйте (создайте) конфигурационный файл sysctl

Чтобы проверить и больше узнать, почему оно так работает, посмотрите эту статью.

VFS cache pressure

Приоритет

Если у вас больше одного файла или раздела подкачки, вы должны учитывать присвоение приоритетного значения (от 0 до 32767) для каждой области подкачки. Система будет использовать области подкачки с высоким приоритетом, перед использованием областей с низким приоритетом. Например, если у вас быстрый диск ( /dev/sda ) и медленный ( /dev/sdb ), назначьте высокий приоритет для подкачки расположенной на быстром устройстве. Приоритет может быть назначен в fstab как pri параметр:

Если две или более областей будут иметь одинаковый приоритет и он будет самым высоким из доступным приоритетов, то страницы будут распределяться по кругу между областями.

Использование zswap или zram

Zswap это особенность ядра Linux, обеспечивающая сжатие обратного кэша для страниц подкачки. Она увеличивает производительность и уменьшает операции ввода/вывода. ZRAM создаёт виртуальный сжатый файл подкачки в памяти, как альтернатива файлу подкачки на диске.

Чередование

Источник

SWAP в Linux

Руководство по созданию SWAP раздела на Linux

SWAP (своп) — это механизм виртуальной памяти, при котором часть данных из оперативной памяти (ОЗУ) перемещается на хранение на HDD (жёсткий диск), SSD (твёрдотельный накопитель).

В ОС Linux оперативная память (ОЗУ, RAM, random access memory) делится на разделы, называемые страницами (pages). Swapping (”подкачка”, своппинг) – это процесс во время которого страницы памяти копируются на специально сконфигурированный для этого раздел диска, называемый swap space (раздел подкачки, может быть как и файлом, так и разделом жесткого диска), для освобождения ОЗУ. Совокупные размеры физической памяти и раздела подкачки – это объем имеющийся виртуальной памяти.

Своппинг необходим по следующим причинам:

Зачастую, от недостатка свободной памяти первой страдает база данных. Вы можете сталкиваться с проблемами типа:

Если файл или раздел свопа хранится на SSD, нужно понимать что поиск и чтение данных происходит через оперативную память, что, в свою очередь, всё равно увеличивает время отклика.

Поэтому, если Вы сталкиваетесь с нехваткой оперативной памяти, мы рекомендуем переходить на тарифный план повыше.

Проверка наличия свопа в системе:

Дополнительно проверим командой:

Мы видим что SWAP готов и будет использоваться при необходимости.

В случае отсутствия можно создать файл для swap

Данная команда создаст файл /swap.file размером 512 мегабайт. Для увеличения данного показателя, измените count

Отформатируйте файл под swap

Отредактируйте файл /etc/fstab

Чтобы swap включался при загрузке, нужно добавить его в /etc/fstab

Источник

Файл подкачки Linux

В операционной системе Linux, как и в других ОС, файл подкачки нужен для страховки оперативной памяти. Когда установленный объем ОЗУ заканчивается, используется именно выделенная область из файла подкачки. Это может понадобиться в двух случаях:

В последних версиях операционной системы Ubuntu Linux файл подкачки создается автоматически вне зависимости от того, хотите вы этого или нет. При этом его размер составляет около 1 Гб.

Как посмотреть swap в Linux

Используемая команда отображает размер файла подкачки вашей операционной системы. Однако, по ее результатам мы не можем определить – это файл подкачки или раздел подкачки. Поэтому будем использовать дополнительный другую команду, чтобы посмотреть swap linux. Вводим в терминал следующее:

Как видите, в нашем случае под swap выделено 1.4 Гб и это файл. То есть, он находится не на отдельном разделе, а на том же диске, на котором установлена операционная система.

Если это будет отдельный логический том, то под надписью « TYPE » мы увидим слово «partition».

То есть, вместо каких-либо данных о файле подкачки вы увидите нули.

Создание файла подкачки Linux

Если вы удостоверились в том, что файл подкачки отсутствует, можно переходить к его созданию. Пример, приведенный ниже, будет показан с использованием операционной системы Ubuntu 18.04, но работать это должно и на других дистрибутивах Linux.

Шаг 1: Создаем swap файл

Давайте создадим файл подкачки для нашей Ubuntu. Для примера его размер составит 1 Гб. Запустите терминал и введите команду, приведенную ниже:

Для обеспечения безопасности файла обязательно устанавливаем на него нужные права.

sudo chmod 600 /swapfile

При этом вместо «swapfile» мы можем указать любое другое название.

Шаг 2: Создание файловой системы

Создание swap linux ещё не завершено. Теперь необходимо указать нашей операционной системе, что созданный объект должен использоваться как файл подкачки. Для этого мы будем использовать команду, приведенную ниже:

sudo mkswap /swapfile

Если все сделано верно, результат будет выглядеть так:

Шаг 3: Активируем файл подкачки

Хорошо, теперь наш Linux понимает, что это файл подкачки, но этого недостаточно. Нам также необходимо включить SWAP :

sudo swapon /swapfile

Давайте проверим, все ли мы сделали правильно:

Шаг 4. Сохранение изменений после перезагрузки

Все операции, которые мы предприняли выше, временны. Как только компьютер будет перезагружен, они отменятся. Для того чтобы сделать изменения постоянными, нам необходимо дописать кое-какую информацию в /etc/fstab. Для этого поступаем так:

Прежде чем начать работать с файлом, о котором мы говорим, необходимо обязательно создать его резервную копию:

sudo cp /etc/fstab /etc/fstab.back

После этого можно переходить непосредственно к добавлению нужных нам данных. Нам надо добавить в файл такую строчку:

/swapfile none swap sw 0 0

Это реализуется через текстовый редактор, запущенный с правами суперпользователя, либо при помощи введенной в терминал команды:

Готово. Изменения сохранены и файл подкачки не сбросится после перезагрузки операционной системы.

Настройка swappiness

Как видите, в нашем случае «свопинг» установлен как 60. Если же вы хотите поменять swappiness, можете воспользоваться оператором, цифра в конце которого и будет новым значением:

sudo sysctl vm.swappiness=25

Как и в случае с конфигурацией файла подкачки, данный параметр изначально будет временным и обнулится при следующей перезагрузке. Для того чтобы сделать его постоянным, в самом конце файла /etc/sysctl.conf записываем значение vm.swappiness=25.

Для этого можно воспользоваться, например, текстовым редактором, запущенным с администраторскими полномочиями.

Размер swap файла в Linux

Существует сразу несколько вариантов, позволяющих увеличить файл подкачки linux или уменьшить его. Однако, прежде чем их рассмотреть, необходимо напомнить об одном очень важном моменте:

Когда вы полностью отключаете файл подкачки, ваша операционная система использует только ОЗУ и в случае ее нехватки это может привести к полной остановке работы компьютера. Система просто зависнет.

Для того чтобы этого не произошло, в тот момент, когда мы удаляем или изменяем основной файл подкачки, необходимо создать второй, временный swap. Если вы это сделали или уверены в том, что имеющейся оперативной памяти хватит, можно переходить непосредственно к процессу изменения размера файла подкачки. Для этого давайте сначала отключим его:

sudo swapoff /swapfile

Вторым этапом меняем размер файла подкачки, воспользовавшись командой, приведенной ниже. При этом размер вашего swap файла нужно указать вместо параметра 2G (2 гигабайта):

Теперь форматируем полученный файл в файловую систему swap:

sudo mkswap /swapfile

А затем включаем его обратно:

sudo swapon /swapfile

При этом операционная система Linux позволяет использовать сразу несколько swap.

Как удалить файл подкачки в Linux

Если по каким-то причинам файл подкачки вам не нужен, можете удалить его. Для этого сначала надо отключить swap linux:

sudo swapoff /swapfile

Не забудьте установить права на вновь созданный файл подкачки так, как мы описывали это выше.

В заключение

Надеемся теперь концепция файла подкачки в Linux ясна вам на 100%. Можете переходить к практике и проверять наличие swap на вашем компьютере или ноутбуке, его настройке, созданию или даже удалению. Если в результате у вас останутся какие-то вопросы, предложения или замечания, можете задать их нам, воспользовавшись формой комментирования ниже.

Нет похожих записей

Оцените статью:

Об авторе

18 комментариев

>> В последних версиях операционной системы Ubuntu Linux файл подкачки создается автоматически вне зависимости от того, хотите вы этого или нет. При этом его размер составляет около 1 Гб.

Конечно же это не так!

Есть приедложение: вставляй скриншоты именно тех окон, которые необходимы по ходу статьи а не ввесь скриншот твоего рабочего стола, для лучшей читабельности скриншота.

Вообще, автор несколько недоговаривает насчет свапа в GNU/Linux (вероятно, ввиду незнания). Дело в том, что свап нужен не столько для срочного получения памяти, сколько для ровного и эффективного высвобождения памяти. Использовать его в качестве «срочной памяти» в общем случае очень вредно.

И отключение swap не спасает от проблемы дискового ввода/вывода при конкуренции за память — дисковый I/O просто перемещается с анонимных страниц на файловые. Это не только может быть менее эффективным, поскольку остаётся меньший пул страниц, доступных для высвобождения, но и само по себе может способствовать появлению этой высокой конкуренции.

Источник

SWAP — как создать, подключить, очистить и отключить файл подкачки в Linux

Что такое SWAP

SWAP (своп) — это механизм виртуальной памяти, при котором часть данных из оперативной памяти (ОЗУ) перемещается на хранение на HDD (жёсткий диск), SSD (твёрдотельный накопитель), флеш-накопитель или иное вторичное хранилище. Как правило, swapping (свопинг) происходит, когда оперативная память переполнена, и ей для работы требуется дополнительное пространство.

Когда может понадобиться своп

Зачастую, от недостатка свободной памяти первой страдает база данных. Вы можете сталкиваться с проблемами типа:

При подобных симптомах и ошибках может помочь своппинг.

Преимущества SWAP

Как видно из таблицы, экономия выйдет примерно в 10 раз.

Недостатки SWAP

SWAP — это не замена оперативной памяти, а всего лишь его поддержка.

Как создать и подключить файл подкачки SWAP

Проверка наличия свопа в системе

Для начала, нужно убедиться, что своп ещё не подключен:

Если команда выдала пустой результат или что-то навроде:

— значит, своп, скорее всего отсутствует.

Дополнительно проверим командой:

Если в таблице в строке swap стоит 0, значит своп отсутствует.

Проверка наличия свободного места на диске

Теперь, надо проверить, сколько свободного места есть на диске:

В результате, мы увидим что-то подобное:

Как мы видим, доступно 9 гигабайт дискового пространства — вполне достаточно, чтобы создать своп-файл.

Какого размера создать swap

Исходите из принципа — сколько может понадобиться, столько и выделяйте. Как правило, можно начинать с размера объёма оперативной памяти, либо его удвоенного количества. Например, если у вас в системе 2 гигабайта оперативки, своп можно сделать размером 2-4 гигабайта, как правило, этого должно хватать. Но, Вы можете скорректировать его размер под себя.

Создание файла SWAP

Допустим, мы хотим создать swap-файл размером 4 гигабайта.
Далее, здесь существует 2 подхода, традиционный медленный и новый быстрый:

Быстрый способ Используем fallocate :

Синтаксис команды простой:

Будьте очень внимательны с синтаксисом команды, потому что если, например, ошибиться с определением пути для of= (куда сохранять файл), можно повредить данные на диске.

Теперь, когда файл создан, проверим результат:

В результате увидим:
-rw-r—r— 1 root root 4.0G Jul 07 16:16 /swapfile
Как видим, файл создался верно и с нужным объёмом.

Как подключить SWAP файл

Для начала, ограничим права доступа к вновь созданному файлу.

Предоставление другим пользователям возможности читать или писать в этот файл будет представлять собой огромный риск для безопасности, поэтому ограничение командой ниже строго обязательно:

В результате, мы должны увидеть подобное:
-rw——- 1 root root 4.0G Jul 07 16:16 /swapfile
Права прописаны верно.

Теперь нужно сделать из swapfile файл подкачки:

В результате, увидим примерно следующее:
Setting up swapspace version 1, size = 4193300 KiB
no label, UUID=e5f3e9cf-c1a9-4ed4-b8ab-711b6a7d6544

Теперь, файл готов в роли свопа. Подключим его к системе:

Если на данном этапе выходит похожая ошибка, значит, скорее всего, своп запрещено подключать в систему. Такое ограничение часто ставят на VDS с виртуализацией OpenVZ. Рекомендую использовать IHOR, сервера от 100 рублей в месяц и виртуализация KVM позволяют включать SWAP.

Всё, теперь своп подключен и работает. Осталось проверить правильность работы самой первой командой:

Своп также будет виден в стандартных командах:

Всё, теперь точно, своп в системе готов и будет использоваться при необходимости.

Добавление свопа в автозагрузку

Чтобы при перезагрузке сервера своп автоматически подтягивался в систему, нужно прописать его в /etc/fstab :

Теперь система знает, где и как при перезагрузке искать и подключать своп.
Проверить, подключен ли своп в автозагрузке, можно с помощью редактора:

Дополнительные вопросы

Как очистить SWAP в Linux

Вообще, это делается с помощью отключения и включения свопа.

Однако, я не рекомендую прибегать к этому способу, так как swap просто очищается, а не переносится в ОЗУ, и, в случае наличия данных системных процессов, система может стать недоступна.

Источник

В защиту swap’а [в Linux]: распространенные заблуждения

Прим. перев.: Эта увлекательная статья, в подробностях раскрывающая предназначение swap в Linux и отвечающая на распространённое заблуждение на этот счёт, написана Chris Down — SRE из Facebook, который, в частности, занимается разработкой новых метрик в ядре, помогающих анализировать нагрузку на оперативную память. И начинает он своё повествование с лаконичного TL;DR…

Предисловие

Работая над улучшением и использованием cgroup v2, я успел поговорить со многими инженерами об их отношении к управлению памяти, особенно о поведении приложения под нагрузкой и об эвристическом алгоритме операционной системы, используемым «под капотом» для управления памятью.

Повторяющейся темой этих обсуждений стал swap. Тема swap активно оспаривается и плохо понимается даже теми, кто проработал с Linux долгие годы. Многие воспринимают его как нечто бесполезное или очень вредное — мол, это пережиток прошлого, когда памяти было мало и диски являлись необходимым злом, предоставляющим столь нужное пространство для подкачки. И до сих пор, все последние годы, я достаточно часто наблюдаю споры вокруг этого утверждения: немало дискуссий провёл и я сам с коллегами, друзьями, собратьями по индустрии, помогая им понять, почему swap — это по-прежнему полезная концепция на современных компьютерах, имеющих гораздо больше физической памяти, чем в былые времена.

Широкое недопонимание существует и насчёт предназначения swap’а: многие люди видят в нём лишь «медленную дополнительную память» для использования в критических ситуациях, но не понимают его вклад в адекватное функционирование операционной системы в целом при нормальной нагрузке.

Многие из нас слышали такие распространённые фразы о памяти: «Linux использует слишком много памяти», «swap должен быть вдвое больше размера физической памяти» и т.п. Эти заблуждения легко развеять и их обсуждения стали более точными в последние годы, однако миф о «бесполезном» swap гораздо больше завязан на эвристику и таинство, которые не поддаются объяснению с простой аналогией, — для его обсуждения требуется более глубокое понимание управления памятью.

Введение

Сложно говорить, почему наличие swap’а и перемещение в него страниц памяти — хорошо при нормальной работе, не разделяя понимание некоторых базовых нижележащих механизмов в управлении памятью в Linux, поэтому давайте убедимся, что говорим на одном языке.

Типы памяти

В Linux существует множество различных типов памяти, и у каждого из этих типов есть свои свойства. Понимание их особенностей — ключ к пониманию, почему swap важен.

Например, есть страницы («блоки» памяти, обычно по 4k), ответственные за хранение кода для каждого процесса, запущенного на компьютере. Есть также страницы, ответственные за кэширование данных и метаданных, относящихся к файлам, к которым обращаются эти программы для ускорения своих обращений в будущем. Они являются частью страничного кэша [page cache], и далее я буду на них ссылаться как на файловую [file] память.

Есть и другие типы памяти: разделяемая память, slab-память, память стека ядра, буферы и иные, — но анонимная память и файловая память известны лучше других и просты для понимания, поэтому именно они будут использоваться в примерах, которые, впрочем, равносильно применимы и к другим типам.

Память с высвобождением и без

В размышлениях о конкретном типе памяти одним из главных вопросов становится возможность её высвобождения. «Высвобождение» [reclaim] означает, что система может, без потери данных, удалить страницы этого типа из физической памяти.

Для некоторых типов страниц это сделать весьма просто. Например, в случае чистой [clean], т.е. немодифицированной, памяти страничного кэша мы просто кэшируем для лучшей производительности то, что уже есть на диске, поэтому можем сбросить страницу без необходимости в каких-либо специальных операциях.

Для некоторых типов страниц это возможно, но непросто. Например, в случае грязной [dirty], т.е. модифицированной, памяти страничного кэша мы не можем просто сбросить страницу, потому что на диске ещё нет произведённых модификаций. Поэтому необходимо или отказаться от высвобождения [reclamation], или перенести наши изменения обратно на диск перед тем, как сбрасывать эту память.

Для некоторых типов страниц это невозможно. Например, упомянутые раньше анонимные страницы могут существовать только в памяти и никаком ином резервном хранилище, поэтому их необходимо хранить здесь (т.е. в самой памяти).

О природе swap’а

Если поискать объяснения, зачем нужен swap в Linux, неизбежно находятся многочисленные обсуждения его предназначения просто как расширения физической RAM для критических случаев. Вот, например, случайный пост, который я вытащил из первых результатов в Google по запросу «what is swap»:

«По своей сути swap — это экстренная память; запасное пространство для случаев, когда система на какое-то время нуждается в большем количестве физической памяти, чем доступно в RAM. Она считается «плохой» в том смысле, что медленная и неэффективная, и если системе постоянно требуется использовать swap, очевидно, ей не хватает памяти. [..] Если у вас достаточно RAM для удовлетворения всех потребностей и вы не ожидаете её превышения, вы можете прекрасно работать и без swap-пространства».

Поясню, что я вовсе не обвиняю автора этого комментария за содержимое его поста — это «общеизвестный факт», признаваемый многими системными администраторами Linux и являющийся, пожалуй, одним из наиболее вероятных ответов на вопрос о swap’е. К сожалению, это вдобавок и неправильное представление о предназначении и использовании swap’а, особенно на современных системах.

Как я уже писал выше, высвобождение анонимных страниц «невозможно», поскольку анонимные страницы по своей природе не имеют резервного хранилища, к которому можно обратиться при удалении данных из памяти, — таким образом, их высвобождение приведёт к полной утере данных из соответствующих страниц. Однако… что будет, если мы смогли бы создать такое хранилище для этих страниц?

Вот именно для этого и существует swap. Swap — область хранения для этих, кажущихся «невысвобождаемыми» [unreclaimable], страниц, позволяющая отправлять их на устройство хранения по запросу. Это означает, что их можно начинать считать такими же доступными для высвобождения, как и их более простые в этом смысле друзья (вроде чистых файловых страниц), что позволяет эффективнее использовать свободную физическую память.

Swap — это преимущественно механизм для равного высвобождения, а не для срочной «дополнительной памяти». Не swap замедляет работу вашего приложения — замедление происходит из-за начала совокупной конкуренции за память.

Итак, в каких же ситуациях это «равное высвобождение» будет оправданно выбирать высвобождение анонимных страниц? Вот абстрактные примеры некоторых не самых редких сценариев:

Что происходит с использованием swap и без него

Давайте посмотрим на типовые ситуации и к чему они приводят при наличии и отсутствии swap. О метриках «конкуренции за память» я рассказываю в докладе про cgroup v2.

Без конкуренции или с малой конкуренцией за память

С умеренной или высокой конкуренцией за память

При временных всплесках в потреблении памяти

Окей, я хочу системный swap, но как его настроить для конкретных приложений?

Вы же не думали, что в этой статье не будет упоминаний использования cgroup v2?

И в этом вопросе нельзя просто положиться на OOM killer. Потому что OOM killer вызывается только в самых критичных ситуациях, когда система уже оказалась в значительно нездоровом состоянии и, возможно, находилась в нём некоторое время. Необходимо самостоятельно и оппортунистически разрешить ситуацию ещё до того, как задумываться об OOM killer’е.

Тем не менее, выявить давление на память достаточно трудно с помощью традиционных счётчиков памяти в Linux. Нам доступно нечто, что каким-то образом относится к проблеме, однако скорее по касательной: потребление памяти, количество операций сканирования страниц и т.п. — и по одним этим метрикам очень трудно отличить эффективную конфигурацию памяти от той, что приводит к конкуренции за память. У нас есть группа в Facebook, возглавляемая Johannes’ом и работающая над новыми метриками, упрощающими демонстрацию давления на память, — это должно помочь нам в будущем. Больше информации об этом можно получить из моего доклада про cgroup v2, где я начинаю подробнее рассказывать об одной из метрик.

Тюнинг

Сколько же swap’а мне тогда нужно?

В общем случае минимальное количество swap-пространства, требуемого для оптимального управления памятью, зависит от количества анонимных страниц, которые привязаны к пространству памяти и к которым редко обращается приложение, а также от стоимости высвобождения этих анонимных страниц. Последнее — это в большей степени вопрос о том, какие страницы больше не должны удаляться, чтобы уступить место тем анонимным страницам, к которым редко обращаются.

Если у вас достаточно дискового пространства и свежее (4.0+) ядро, большее количество swap’а почти всегда лучше, чем меньшее. В более старых ядрах kswapd — один из процессов ядра, что отвечает за управление swap’ом, — исторически слишком усердствовал в перемещении памяти в swap, делая это тем активнее, чем больше swap’а было доступно. В последнее время поведение swapping’а при наличии большого swap-пространства значительно улучшили. Так что, если вы работаете с ядром 4.0+, большой swap не приведёт к чрезмерному swapping’у. В общем, на современных ядрах нормально иметь swap размером в несколько гигабайт, если такое пространство у вас есть.

Если же дисковое пространство ограничено, ответ в действительности зависит от компромисса, на который вы готовы пойти, и особенностей окружения. В идеале у вас должно быть достаточно swap’а, чтобы система оптимально функционировала при нормальной и пиковой (по памяти) нагрузке. Рекомендую настроить несколько тестовых систем с 2-3 Гб swap’а или более и понаблюдать, что происходит на протяжении недели или около того в разных условиях нагрузки (на память). Если на протяжении этой недели не случалось ситуаций резкой нехватки памяти, что означает недостаточную пользу такого теста, всё закончится занятостью swap’а небольшим количеством мегабайт. В таком случае, пожалуй, разумно будет иметь swap хотя бы такого размера с добавлением небольшого буфера для меняющихся нагрузок. Также atop в режиме логирования в столбце SWAPSZ может показать, страницы каких приложений попадают в swap. Если вы ещё не используете эту утилиту на своих серверах для логирования истории состояний сервера — возможно, в эксперимент стоит добавить её настройку на тестовых машинах (в режиме логирования). Заодно вы узнаете, когда приложение начало перемещать страницы в swap, что можно привязать к событиям из логов или другим важным показателям.

Ещё стоит задуматься о типе носителя для swap’а. Чтение из swap имеет тенденцию быть очень случайным, поскольку нельзя уверенно предсказать, у каких страниц будет отказ и когда. Для SSD это не имеет особого значения, а вот для вращающихся дисков случайный ввод/вывод может оказаться очень дорогим, поскольку требует физических движений. С другой стороны, отказы у файловых страниц обычно менее случайны, поскольку файлы, относящиеся к работе одного запущенного приложения, обычно менее фрагментированы. Это может означать, что для вращающегося диска вы можете захотеть сместиться в сторону высвобождения файловых страниц вместо swapping’а анонимных страниц, но, опять же, необходимо протестировать и оценить, как будет соблюдаться баланс для вашей рабочей нагрузки.

Для пользователей ноутбуков/десктопов, желающих использовать swap для перехода в спящий режим [hibernate], этот факт также необходимо учитывать, поскольку swap-файл тогда должен как минимум соответствовать размеру физической оперативной памяти.

Какой должна быть настройка swappiness?

Это означает, что vm.swappiness — это по существу просто соотношение дорогой анонимной памяти, которую можно высвобождать и приводить к отказам, в сравнении с файловой памятью для вашего железа и рабочей нагрузки. Чем ниже значение, тем активнее вы сообщаете ядру, что редкие обращения к анонимным страницам дороги для перемещения в swap и обратно на вашем оборудовании. Чем выше это значение, тем вы больше говорите ядру, что стоимость swapping’а анонимных и файловых страниц одинакова на вашем оборудовании. Подсистема управления памятью будет по-прежнему пытаться решить, помещать в swap файловые или анонимные страницы, руководствуясь тем, насколько «горяча» память, однако swappiness склоняет подсчёт стоимости в пользу большего swapping’а или большего пропуска кэшей файловой системы, когда доступны оба способа. На SSD-дисках эти подходы практически равны по стоимости, поэтому установка vm.swappiness = 100 (т.е. полное равенство) может работать хорошо. На вращающихся дисках swapping может быть значительно дороже, т.к. в целом он требует случайного чтения, поэтому вы скорее всего захотите сместиться в сторону меньшего значения.

Реальность же в том, что большинство людей не имеют представления о том, чего требует их железо, поэтому настроить это значение, основываясь лишь на инстинкте, затруднительно — это вопрос, требующий личного тестирования с разными значениями. Можно также заняться анализом состава памяти вашей системы, основных приложений и их поведения в условиях небольшого высвобождения памяти.

Источник