如何配置Linux实例的swap分区？ -

当云服务器ECS实例物理内存不足时，配置Swap（交换空间）是一种经济高效的应急方案。它利用磁盘空间作为虚拟内存，可以防止系统因偶发的内存峰值导致内存溢出（OOM）而崩溃，允许系统在物理内存耗尽时继续平稳运行。

重要

开启swap分区可能会导致内存I/O性能下降。当ECS实例内存不足时，建议优先通过修改实例规格增加实例的物理内存。
对于普通云盘，不建议使用swap分区，因为其I/O性能较低，会导致性能下降和I/O瓶颈。其他类型云盘可根据实际情况使用swap分区，但应合理配置以避免频繁的swap分区操作，确保系统性能和稳定性。

操作步骤

步骤一：检查当前Swap状态

在开始配置前，确认系统当前没有已存在的Swap配置，避免冲突。

登录ECS实例。
1. 访问ECS控制台-实例。在页面左侧顶部，选择目标资源所在的资源组和地域。
2. 进入目标实例详情页，单击远程连接，选择通过Workbench远程连接。根据页面提示登录，进入终端页面。
查看swap分区的配置。
```
swapon --show
```
- 若回显信息为空，表示系统未配置swap分区，可继续下一步。
- 若出现类似以下回显信息，表示系统已存在swap分区，可根据需要关闭swap分区，或在其他磁盘上创建新的Swap。

步骤二：创建并设置Swap文件

创建交换文件。
以创建1 GiB大小的/swapfile为例。推荐使用fallocate命令，它可以瞬间分配文件空间，效率远高于dd。
```
# 创建一个1 GiB大小的交换文件
sudo fallocate -l 1G /swapfile
```
若文件系统（如早期XFS）不支持fallocate，系统会提示fallocate failed: Operation not supported。此时，请改用dd命令创建，但耗时会更长。
```
sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=1024
```
- of的值/swapfile是变量，表示交换分区的标识，可自定义设置，该变量值不能和已有分区标识相同。
- bs和count的值表示创建的交换文件的大小，可自定义设置，该命令中bs=1M count=1024表示设置交换文件的大小为1 GB。
设置安全权限。
防止非root用户读取可能包含敏感数据（如内存中的密码、密钥）的交换文件，将其权限设置为600。
```
sudo chmod 600 /swapfile
```
将文件格式化为swap分区，即将文件标记为交换空间。
```
sudo mkswap /swapfile
```
成功的回显信息类似：
```
Setting up swapspace version 1, size = 1 GiB (1073737728 bytes)
no label, UUID=a1a7e24c-38f6-41a4-9e18-be60b631133a
```
说明：创建的交换文件大小至少需要大于40 KB，否则mkswap命令会报错。

步骤三：启用Swap并验证

激活创建的Swap文件，并确认系统已成功识别。

激活swap。
```
sudo swapon /swapfile
```
验证Swap是否已开启。
```
swapon --show
```
成功启用后，回显如下：
```
NAME       TYPE SIZE USED PRIO
/swapfile  file   1G   0B   -2
```
或者使用free -h查看，Swap行应显示总量。

步骤四：配置开机自动挂载（持久化）

将Swap配置写入/etc/fstab文件，确保实例重启后Swap依然生效。

（推荐）备份fstab文件，以防误操作。
```
sudo cp /etc/fstab /etc/fstab.bak.$(date +%Y%m%d)
```

将Swap配置追加到fstab文件。

以下命令会先检查是否存在重复条目，避免重复添加。

SWAP_FILE_PATH="/swapfile"
if ! grep -q "swap" /etc/fstab; then
    echo "${SWAP_FILE_PATH} none swap sw 0 0" | sudo tee -a /etc/fstab
else
    echo "Swap entry already exists in /etc/fstab. No changes made."
fi

验证持久化配置。
无需重启实例，即可验证/etc/fstab配置的正确性。
```
# 1. 关闭所有Swap
sudo swapoff -a
# 2. 根据fstab内容重新挂载所有Swap
sudo swapon -a
# 3. 检查Swap是否已按预期重新挂载
swapon --show
```
如果命令能正确输出Swap信息，则证明持久化配置成功。

优化与管理

调整Swap使用倾向（swappiness）

swappiness是Linux内核参数，用于控制系统使用Swap的积极程度，取值范围为0-100。

值越高：内核越倾向于使用Swap，尽早将不活跃的内存页换出到磁盘。
值越低：内核越“懒惰”，倾向于将内存页保留在物理内存中，直到物理内存严重不足时才使用Swap。

重要

调整swap参数是一项需要谨慎操作的任务，不恰当的修改可能会导致系统性能下降或虚拟内存使用不符合预期，请根据实际业务场景并在充分了解参数作用的基础上谨慎操作。如不确定是否需要调整，建议保持默认配置。

场景化建议：

应用场景	推荐`swappiness`值	技术原理
数据库 (MySQL, PostgreSQL)	1-10	数据库对I/O延迟敏感，应尽可能避免其核心缓冲池被换出到Swap，以保证查询性能。
内存数据库 (Redis, Memcached)	1	内存数据库对延迟极度敏感，任何Swap操作都可能严重影响性能。设为1表示仅在绝对必要时才使用Swap。
Web应用服务器 (Nginx, Apache)	10-60	在响应速度和内存利用率之间取得平衡，允许将非核心的、不活跃的进程页换出。
默认/通用/批处理	60（系统默认值）	适用于大多数通用场景，允许系统将非活跃的系统进程换出，为活动任务释放更多物理内存。

修改方法：

编辑/etc/sysctl.conf文件，以物理内存少于10%时才使用swap分区为例，需要调整以下参数值。
```
vm.swappiness=10
```
保存并退出，然后执行以下命令使配置生效。
```
sudo sysctl -p
```
验证swappiness参数配置是否生效。
```
cat /proc/sys/vm/swappiness
```
如下回显信息表示swappiness参数配置已生效。

监控Swap使用情况

监控目的	推荐命令	说明
查看总体内存和Swap使用量	`free -h`	最常用、最直观的命令。
实时监控Swap活动（换入/换出）	`vmstat 1`	关注`si`（swap-in）和`so`（swap-out）列。如果这两列长期出现非零值，说明系统正在频繁进行Swap操作，可能存在性能问题。
找出正在使用Swap的进程	`for file in /proc/*/status; do awk '/VmSwap	Name/{printf 2""2""3}END{ print ""}' $file; done \| grep -v "0 kB" \| sort -k 2 -n -r`
历史性能分析	`atop`	`atop`是一个强大的性能监控工具，可以记录历史资源使用情况。当系统卡顿时，可通过`atop`日志回溯问题发生时的进程和资源状况。

关闭并清理Swap

在不再需要Swap时，安全地关闭并删除相关文件，释放磁盘空间。

关闭指定的Swap文件。
```
sudo swapoff /swapfile
```
从fstab中删除自动挂载配置。使用sed命令可以安全地删除对应行，避免手动编辑出错。
```
sudo sed -i '\|/swapfile|d' /etc/fstab
```
删除交换文件，释放磁盘空间。
```
sudo rm /swapfile
```
验证Swap是否已完全关闭。
执行swapon --show或free -h，确认Swap信息已消失。

关闭swap分区

执行以下命令，关闭swap分区。
```
sudo swapoff /swapfile
```
说明
其中/swapfile为swap分区标识，请您根据实际环境替换。
编辑etc/fstab文件，并删除类似以下的swap相关挂载信息，取消swap自动挂载。
```
/swapfile none swap defaults 0 0
```
保存并退出，然后执行以下命令，确认swap分区是否已经关闭。
```
swapon --show
```
如果回显信息为空，表示系统已关闭swap分区。

常见问题

Swap使用不符合预期如何解决？

完成Swap分区的创建和swappiness参数的调整后，可能会发现一个令人困惑的现象：即便物理内存压力很大，Swap分区的使用率依然很低，似乎swappiness的设置没有生效。

问题诊断

这个问题的根源在于现代Linux发行版广泛使用的systemd和控制组（Cgroup）机制。

Cgroup的局部规则：在默认的Cgroup v1模式下，systemd会为系统服务（system.slice）和用户会话（user.slice）等创建独立的Cgroup。每个Cgroup都可以拥有自己的资源控制参数，其中就包括memory.swappiness。
局部覆盖全局：systemd在初始化这些Cgroup时，会给它们设置一个默认的memory.swappiness值（通常是60）。这个Cgroup内部的设置，其优先级高于您在/etc/sysctl.conf中配置的全局vm.swappiness。
结果：运行的程序，实际上遵循的是其所在Cgroup的swappiness规则，而不是全局规则，导致全局配置失效。

快速验证

找一个正在运行的进程的PID（例如，pidof nginx）。
查看该进程所属的Cgroup：
```
cat /proc/[PID]/cgroup
```
会看到类似 /system.slice/nginx.service 的路径。
查看这个Cgroup实际的swappiness值：
```
cat /sys/fs/cgroup/memory/system.slice/nginx.service/memory.swappiness
```
将很可能看到输出是60，即使已将全局vm.swappiness设为其他值，这就表明全局配置失效问题存在。

解决方案

方案一：切换到 Cgroup v2（推荐）

原理：Cgroup v2 修复了v1的诸多设计问题，采用统一的层级结构。在v2模式下，子Cgroup默认会继承父节点的配置。只需配置全局的vm.swappiness，该设置就能自动、统一地应用到系统中的所有进程。

操作步骤：

更新内核启动参数：
使用grubby工具，为所有内核添加systemd.unified_cgroup_hierarchy=1参数，以开启Cgroup v2。
```
sudo grubby --update-kernel=ALL --args="systemd.unified_cgroup_hierarchy=1"
```
说明：此命令是持久化的，它会修改GRUB引导配置，让系统在下次启动时以Cgroup v2模式初始化。
重启ECS实例：
该设置为内核级参数，必须重启才能生效。
```
sudo reboot
```
验证与配置：
- 验证：重启后，执行mount | grep cgroup，如果看到类型为cgroup2的挂载点，说明已成功切换到Cgroup v2。
- 配置：在/etc/sysctl.conf中设置期望的vm.swappiness值，并通过sudo sysctl -p使其对整个系统生效。

方案二：在 Cgroup v1 环境下持久化配置（替代方案）

如果环境由于特殊原因（例如，运行着不兼容Cgroup v2的旧版容器软件）无法切换，可以使用systemd的覆盖配置（drop-in）来解决。

原理：不再依赖可能失效的全局配置，而是直接让systemd在创建核心slice时就使用指定的swappiness值。

操作步骤：

为system.slice创建覆盖配置（影响所有系统服务）：

请将60替换为期望的swappiness值。

sudo mkdir -p /etc/systemd/system/system.slice.d/
sudo tee /etc/systemd/system/system.slice.d/99-swappiness.conf <<'EOF'
[Slice]
MemorySwappiness=60
EOF

为user.slice创建覆盖配置（影响所有用户登录会话）。

请将60替换为期望的swappiness值。

sudo mkdir -p /etc/systemd/system/user.slice.d/
sudo tee /etc/systemd/system/user.slice.d/99-swappiness.conf <<'EOF'
[Slice]
MemorySwappiness=60
EOF

重启使配置生效。
```
sudo systemctl daemon-reload
sudo reboot
```
daemon-reload仅使systemd重载配置。为了确保所有服务和会话都在新的Slice配置下被创建，需重启服务器。