为什么 Linux 离不开 Swapping 你知道吗？

正是因为 Linux 上的所有进程都会通过虚拟内存这一层抽象间接与物理内存打交道，而 Swapping 也充分利用了该特性，它能够让应用程序看到操作系统内存充足的假象，然而并不知道它使用的部分虚拟内存其实在磁盘上，因为内存和磁盘的读写速度上的巨大差异，这部分虚拟内存的读写非常缓慢，我们在 为什么 CPU 访问硬盘很慢 曾经介绍过：

在 SSD 中随机访问 4KB 数据所需要的时间是访问主存的 1,500 倍，机械磁盘的寻道时间是访问主存的 100,000 倍[^2]

如此巨大的性能差异使得触发 Swapping 的进程可能会遇到性能损失，同一个页面的频繁换入换出会导致极其明显的性能抖动，如果没有相应的背景知识，遇到类似的问题可能会很难查到根本原因，例如 MySQL 在错误配置 NUMA 时就会出现内存页频繁换入换出，影响服务质量的问题。

Linux 提供了两种不同的方法启用 Swapping，分别是 Swap 分区(Swap Partition)和 Swap 文件(Swapfile)：

Swap 分区是硬盘上的独立区域，该区域只会用于交换分区，其他的文件不能存储在该区域上，我们可以使用 swapon -s 命令查看当前系统上的交换分区;

Swap 文件是文件系统中的特殊文件，它与文件系统中的其他文件也没有太多的区别;

Swap 分区的大小是需要系统管理员手动设定的，然而不同的场景最好设置不同交换分区大小，例如：桌面系统的交换分区大小可以是系统内存的两倍，这可以让我们同时运行更多的应用程序;服务器的交换分区应该关闭或者使用少量的交换分区，不过一旦启用交换分区，就应该引入监控监控应用程序的性能。

我们到现在已经对 Linux 上的 Swapping 有了一定的了解，接下来回到这篇文章想要讨论的问题 — 『为什么 Linux 需要 Swapping』，我们将从以下两个方面介绍 Swapping 解决的问题、触发入口和执行路径：

Swapping 可以直接将进程中使用相对较少的页面换出内存，立刻给正在执行的进程分配内存;

Swapping 可以将进程中的闲置页面换出内存，为其他进程未来使用内存做好准备;

（编辑：辽源站长网）

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