Linux系统性能之内存（memory）

在安装Linux系统的时候，通常会选择这么个分区，这个交换分区（swap space）是用来干啥的呢？

交换分区就是使用硬盘的一部分作为内存RAM的扩展。内核会将当前不使用内存数据写到硬盘的这部分，腾出内存的这部分空间用以其他的使用。当需要使用这部分数据的时候，重新再读回到内存。读写硬盘比起使用真正的内存要慢地多，所以程序运行不是很快。

swap分区作为一个虚拟的内存，其存储方式和内存一致，采用页式存储的方式，在X86的机器上每一个页的大小为4KB。当内核将内存的数据写入时，其写入数据到页内。内核同时向swap设备和文件系统写内存数据。内存分页是内存交换的一个操作，内存分页就是同步内存数据到硬盘以正常的时间间隔。一段时间过后，应用程序必定会增长到消耗完内存，所以内核每隔一段时间需要扫描内存，进行内存分页，然后重新声明未使用的页面分配给其他的应用程序。这里使用的算法叫做PFRA（The Page Frame Reclaim Algorithm
）算法。其主要是用来释放内存的，此算法以页为单位选择内存中的那些页面需要被释放。有两种方式实现PFRA，其中一个是内核进程kswapd，另一个是“Low On Memory Reclaiming”函数。

kswapd进程，监控内核的两个参数pages_high和pages_low。如果空闲内存在pages_low以下，那么kswapd进程开始扫描并释放32个页面。这个过程会一直持续。直到空闲内存的在pages_high之上。

pdflush进程是用来同步任何和文件系统相关的页。也就是说当一个文件在内存中被修改的话，pdflush进程会将修改写回到硬盘。

然后我们来看vmstat的结果：

# vmstat 1
procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- --system-- ----cpu----
r b    swpd  free buff   cache     si so      bi bo        in cs   us sy id wa
0 0   104300 16800 95328 72200     0  0       5  26        7  14   4   1 95  0
0 0   104300 16800 95328 72200     0  0       0  24        1021 64 1   1 98  0
0 0   104300 16800 95328 72200     0  0       0  0         1009 59 1   1 98  0

swpd：当前交换分区的使用总量，单位是KB。因为空闲内存达到其阈值，数据写到swap设备中。

free： 当前可用的物理内存大小。

buff： 缓存区内存的大小。

cache：映射到进程地址空间的物理内存的大小。

so： 写入swap分区的数据大小。

si： 从swap分区写回RAM的数据大小。

bo： 写入文件系统或者swap设备的内存页面数。

bi： 从文件系统或者swap设备写回内存的页面数。

关于swap的总结：

1、减少系统主要页面错误，由于系统是利用内存缓存磁盘cache，故而能够获得更好地响应时间。

2、空闲内存数量很少是一个很不错的信号，缓存去被有效地利用，除了持久地写入swap设备和硬盘。

3、如果一个系统报告任何频繁的swap设备操作，这就意味着此系统内存不够用了。