前言
提高服務(wù)器響應(yīng)速度和防止應(yīng)用程序內(nèi)存不足錯(cuò)誤的最簡(jiǎn)單方法之一是添加一些交換空間。 在本指南中，我們將介紹如何將交換文件添加到Ubuntu 16.04服務(wù)器。
但是，請(qǐng)注意：
盡管swap區(qū)通常建議用于使用傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)，但使用與SSD交換可能會(huì)導(dǎo)致隨著時(shí)間的推移硬件退化問(wèn)題。 由于這個(gè)考慮，我們不建議在DigitalOcean或任何其他使用SSD存儲(chǔ)的供應(yīng)商上啟用swap分區(qū)。 這樣做可能會(huì)影響到您和您的鄰居的底層硬件的可靠性。 本指南僅供可能在其他地方有使用旋轉(zhuǎn)磁盤(pán)系統(tǒng)的用戶(hù)參考。如果您需要改善DigitalOcean服務(wù)器的性能，我們建議升級(jí)您的Droplet，以致于有更好的體驗(yàn)，并且會(huì)降低影響您的服務(wù)的硬件問(wèn)題的可能性。
1.首先來(lái)了解一下什么是Swap
Swap分區(qū)（也稱(chēng)交換分區(qū)）是硬盤(pán)上的一個(gè)區(qū)域，被指定為操作系統(tǒng)可以臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的地方，這些數(shù)據(jù)不能再保存在RAM中。 基本上，這使您能夠增加服務(wù)器在工作“內(nèi)存”中保留的信息量，但有一些注意事項(xiàng)，主要是當(dāng)RAM中沒(méi)有足夠的空間容納正在使用的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)時(shí)，將使用硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器上的交換空間。
寫(xiě)入磁盤(pán)的信息將比保存在RAM中的信息慢得多，但是操作系統(tǒng)更愿意將應(yīng)用程序數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存中，并使用交換舊數(shù)據(jù)。 總的來(lái)說(shuō)，當(dāng)系統(tǒng)的RAM耗盡時(shí)，將交換空間作為回落空間可能是一個(gè)很好的安全網(wǎng)，可防止非SSD存儲(chǔ)系統(tǒng)出現(xiàn)內(nèi)存不足的情況。
2.檢查系統(tǒng)的交換信息
在開(kāi)始之前，我們可以檢查系統(tǒng)是否已經(jīng)有一些可用的交換空間，可能有多個(gè)交換文件或交換分區(qū)，但通常應(yīng)該是足夠的。我們可以通過(guò)如下的命令來(lái)查看系統(tǒng)是否有交換分區(qū)：
如果沒(méi)有任何結(jié)果或者沒(méi)有任何顯示，說(shuō)明系統(tǒng)當(dāng)前沒(méi)有可用的交換空間。也可以使用free工具來(lái)驗(yàn)證當(dāng)前確實(shí)沒(méi)有可用的交換分區(qū)。
輸出結(jié)果：
total used free shared buff/cache available
Mem: 488M 36M 104M 652K 348M 426M
Swap: 0B 0B 0B
可以看到這里的”swap”行均為0，也就是說(shuō)系統(tǒng)上沒(méi)有交換處于活動(dòng)狀態(tài)。
3.檢查硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器分區(qū)上的可用空間
為swap分配空間的最常見(jiàn)方式是使用專(zhuān)門(mén)用于具體某個(gè)任務(wù)的單獨(dú)分， 但是，改變分區(qū)方案并不是一定可行的，我們只是可以輕松地創(chuàng)建駐留在現(xiàn)有分區(qū)上的交換文件。
在開(kāi)始之前，我們應(yīng)該通過(guò)輸入以下命令來(lái)檢查當(dāng)前磁盤(pán)的使用情況：
輸出結(jié)果：
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
udev 238M 0 238M 0% /dev
tmpfs 49M 624K 49M 2% /run
/dev/vda1 20G 1.1G 18G 6% /
tmpfs 245M 0 245M 0% /dev/shm
tmpfs 5.0M 0 5.0M 0% /run/lock
tmpfs 245M 0 245M 0% /sys/fs/cgroup
tmpfs 49M 0 49M 0% /run/user/1001
在這種情況下，/dev下的設(shè)備是我們的磁盤(pán)。在這個(gè)例子中我們有足夠的空間（只使用了1.1G），當(dāng)然，您的使用情況可能會(huì)有所不同。
盡管對(duì)于交換空間的適當(dāng)大小有許多意見(jiàn)，但這取決于您的個(gè)人偏好和應(yīng)用程序要求。 一般來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于系統(tǒng)內(nèi)存量的兩倍或者兩倍是一個(gè)很好的起點(diǎn)。 另一個(gè)很好的經(jīng)驗(yàn)是，如果你只是把它用作RAM備用，那么swap分區(qū)的大小盡量不要超過(guò)4 GB。
4.創(chuàng)建swap文件
現(xiàn)在我們知道了可用的硬盤(pán)空間，那我們就可以在文件系統(tǒng)中創(chuàng)建一個(gè)交換文件，我們將在我們的根（/）目錄下創(chuàng)建一個(gè)名為swapfile的文件。創(chuàng)建交換文件最好的方法是使用fallocate命令，這個(gè)命令能立即創(chuàng)建一個(gè)預(yù)分配大小的文件。由于本示例中的服務(wù)器RAM的大小為512MB，因此我們將在本教程中創(chuàng)建一個(gè)1 GB大小的文件，并適當(dāng)加以調(diào)整，以滿(mǎn)足您自己的服務(wù)器的需求：
$ sudo fallocate -l 1G /swapfile
創(chuàng)建完成之后，我們可以通過(guò)這個(gè)命令來(lái)驗(yàn)證是否保留了正確的交換空間：
顯示結(jié)果：
$ -rw-r--r-- 1 root root 1.0G Apr 25 11:14 /swapfile
這就說(shuō)明我們的文件已經(jīng)創(chuàng)建了正確的空間大小。
5.啟用交換文件
現(xiàn)在我們有一個(gè)1 GB大小的文件，我們需要把它變成交換空間
首先，我們需要鎖定文件的權(quán)限，以便只有擁有root權(quán)限的用戶(hù)才能讀取文件內(nèi)容，這可以防止普通用戶(hù)能夠訪問(wèn)該文件，以免造成重大的安全隱患。
鎖定文件的root權(quán)限：
$ sudo chmod 600 /swapfile
驗(yàn)證權(quán)限：
顯示結(jié)果：
-rw------- 1 root root 1.0G Apr 25 11:14 /swapfile
可以看到，只有root用戶(hù)啟用了讀寫(xiě)標(biāo)志。
接下來(lái)，我們可以通過(guò)以下命令將文件標(biāo)記為交換空間
顯示結(jié)果：
Setting up swapspace version 1, size = 1024 MiB (1073737728 bytes)
no label, UUID=6e965805-2ab9-450f-aed6-577e74089dbf
標(biāo)記文件之后，我們可以啟用該交換文件，讓我們的系統(tǒng)開(kāi)始使用它：
可以通過(guò)以下命令驗(yàn)證交換空間是否可用：
顯示結(jié)果：
NAME TYPE SIZE USED PRIO
/swapfile file 1024M 0B -1
這時(shí)，我們可以通過(guò)free再次查看我們的設(shè)置：
顯示結(jié)果：
total used free shared buff/cache available
Mem: 488M 37M 96M 652K 354M 425M
Swap: 1.0G 0B 1.0G
可以看到swap分區(qū)已成功創(chuàng)建，大小為1.0 G，操作系統(tǒng)將在必要時(shí)使用。
6.永久保留交換文件
我們最近的更改啟用了當(dāng)前會(huì)話的swap文件，但是，如果我們重新啟動(dòng)，服務(wù)器不會(huì)自動(dòng)保留swap設(shè)置，我們可以通過(guò)將swap文件添加到/etc/fstab文件中來(lái)改變這一點(diǎn)。
備份/etc/fstab文件以防出錯(cuò)：
$ sudo cp /etc/fstab /etc/fstab.bak
將swap文件信息添加到/etc/fstab文件的末尾：
$ echo '/swapfile none swap sw 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab
這樣就保留了swap文件。
7.調(diào)整你的交換設(shè)置
在處理交換時(shí)，可以配置幾個(gè)選項(xiàng)，這些選項(xiàng)會(huì)影響系統(tǒng)的性能
7.1 調(diào)整swappiness屬性
swappiness參數(shù)配置您的系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從RAM交換到交換空間的頻率, 值介于0和100之間，表示百分比。如果swappiness值接近0，內(nèi)核將不會(huì)將數(shù)據(jù)交換到磁盤(pán)，除非絕對(duì)必要。要記住一點(diǎn)，與swap文件的交互是“昂貴的”，因?yàn)榕cswap交互花費(fèi)的時(shí)間比與RAM的交互更長(zhǎng)，并且會(huì)導(dǎo)致性能的顯著下降。系統(tǒng)更少依賴(lài)swap分區(qū)通常會(huì)使你的系統(tǒng)更快。swappiness接近100的值將嘗試將更多的數(shù)據(jù)放入交換中，以保持更多的RAM空間。根據(jù)您的應(yīng)用程序的內(nèi)存配置文件或您使用的服務(wù)器，這可能會(huì)在某些情況下更好。
查看當(dāng)前的swappiness值：
$ cat /proc/sys/vm/swappiness
結(jié)果顯示
60
對(duì)于桌面系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，60的swappiness設(shè)置不是一個(gè)比較壞的值，但是對(duì)于服務(wù)器，您可能希望將其設(shè)置與0更接近的值。
我們可以使用sysctl命令將swappiness設(shè)置為不同的值，例如，要將swappiness設(shè)置為10：
$ sudo sysctl vm.swappiness=10
顯示結(jié)果：
vm.swappiness = 10
該設(shè)置將保持到系統(tǒng)下次重新啟動(dòng)，如果想要在重啟之后也生效，我們可以通過(guò)在/etc/sysctl.conf文件中添加一行實(shí)現(xiàn)：
$ sudo nano /etc/sysctl.conf
在文件的最后添加：
完成后保存并關(guān)閉文件。
7.2 調(diào)整緩存壓力設(shè)置
您可能想要修改的另一個(gè)相關(guān)值是vfs_cache_pressure，這個(gè)設(shè)置配置系統(tǒng)將選擇多少數(shù)據(jù)緩存inode和dentry信息。基本上，這是訪問(wèn)有關(guān)文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，通常是非常耗時(shí)的查詢(xún)和頻繁要求，所以這是一個(gè)很好的事情，讓您的系統(tǒng)緩存，您可以通過(guò)再次查詢(xún)proc文件系統(tǒng)來(lái)查看當(dāng)前值。
$ cat /proc/sys/vm/vfs_cache_pressure
輸出結(jié)果：
100
這個(gè)配置可能使我們的系統(tǒng)太快地從緩存中刪除inode信息。 我們可以設(shè)置一個(gè)更保守的值，比如50。
$ sudo sysctl vm.vfs_cache_pressure=50
顯示結(jié)果：
vm.vfs_cache_pressure = 50
和swappiness類(lèi)似，這只對(duì)當(dāng)前的session有效，我們可以通過(guò)將其添加到我們的配置文件來(lái)改變它，就像我們使用我們的swappiness設(shè)置一樣：
$ sudo nano /etc/sysctl.conf
在末尾添加：
完成后保存并關(guān)閉文件。
8.總結(jié)
遵循本指南的步驟將給您一些喘息的空間，否則會(huì)導(dǎo)致內(nèi)存不足的例外，swap空間對(duì)于避免這些常見(jiàn)問(wèn)題非常有用，如果遇到OOM（內(nèi)存不足）錯(cuò)誤，或者如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)無(wú)法使用所需的應(yīng)用程序，則最佳解決方案是優(yōu)化應(yīng)用程序配置或升級(jí)服務(wù)器。
翻譯自：How To Add Swap Space on Ubuntu 16.04
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