前言

如何讓服務器響應更快？如何避免應用出現內存不足的錯誤？最簡單的方法就是增加交換空間。Swap是存儲盤上的一塊自留地，操作系統可以在這里暫存一些內存里放不下的東西。

這從某種程度上相當于增加了服務器的可用內存。雖然從swap讀寫比內存慢，但總比沒有好，算是內存不夠時的安全網。

如果沒有swap，則服務器一旦內存不足，就會開始終止應用以釋放內存，甚至會崩潰，這會讓你丟失一些還沒來得及保存的數據，或者造成當機。有些應用明確要求系統配置swap以確保數據訪問的可靠性。

本文介紹如何在CentOS 7服務器上創建并啟用swap文件。

注：swap通常在傳統機械硬盤上表現更好，在SSD上使用swap可能會造成問題，尤其是硬件老化之后。所以，對于DigitalOcean以及其他使用基于SSD的云主機服務的用戶，我們不推薦啟用swap。這甚至會影響到跟你的虛擬機共用宿主機的其他用戶。

對于DigitalOcean用戶，提升性能的最佳方法就是更新Droplet。通常來說，升級后的主機表現都會有所提升，并且更不容易受到硬件問題的影響。

準備工作

首先，你需要一臺CentOS 7服務器，配置過具備sudo權限的非root用戶（配置過程可參考這個教程的第一到第四步驟）。

準備就緒后，以該用戶名SSH到你的CentOS服務器上，準備安裝swap文件。

檢查系統的Swap信息

首先我們需要檢查系統的存儲，看看是否已經配置過swap。一個系統可以設置多個swap文件或分區，不過一般來說一個就夠了。

使用swapon命令可以檢查系統是否已經配置過swap，這是一個通用的swap工具。使用-s標簽可列出當前存儲設備上的swap使用情況：

swapon -s

如果該命令沒有返回出結果，則代表該系統尚未配置過swap。

或者，我們也可以使用free工具來查看系統的整體內存使用情況，這里可以看到內存和swap的使用狀態（顯示單位為MB）：

free -m


             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:          3953        315       3637          8         11        107
-/+ buffers/cache:        196       3756
Swap:            0          0       4095

這里可以看到我們這個系統的total swap空間為0，即沒有配置過swap。這與我們在swapon里看到的結果相符合。

檢查可用的存儲空間

通常，我們建立一個單獨的分區作為swap。然而有時候由于硬件或軟件的限制，新建分區的方式無法實現，這種情況下就可以建立一個swap文件來實現同樣的功能。

開始之前，先檢查一下磁盤的可用空間。輸入如下指令：

df -h Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on /dev/vda1 59G 1.5G 55G 3% / devtmpfs 2.0G 0 2.0G 0% /dev tmpfs 2.0G 0 2.0G 0% /dev/shm tmpfs 2.0G 8.3M 2.0G 1% /run tmpfs 2.0G 0 2.0G 0% /sys/fs/cgroup

這里的-h標記是為了告訴dh將信息輸出為對人類友好的格式，比如以MB或GB為單位輸出空間使用和空余情況，而不是直接輸出內存塊的個數。

從第一行可以看到我們的存儲分區上還有59GB的空間剩余，這足夠我們操作了。（我這是一臺中等規模的新建云主機，每個人的情況可能有很大不同。）

合適的swap空間是多大？關于這個問題有很多種選擇，這取決于你的應用需求和你個人的偏好。一般來說，內存容量的兩倍就是個不錯的起點。

我的系統內存有4GB，如果設置8GB的swap會占據太多空間，所以我決定只設置4GB就好。

創建Swap文件

接下來我們將在文件系統上創建swap文件。我們要在根目錄（/）下創建一個名叫swapfile的文件，當然你也可以選擇你喜歡的文件名。該文件分配的空間將等于我們需要的swap空間。

最快捷的創建方式是fallocate命令，該命令能夠創建一個預分配指定大小空間的文件。輸入如下指令創建一個4GB的文件：

sudo fallocate -l 4G /swapfile 

輸入密碼后，該swap文件將立即創建完畢。我們可以用ls命令檢查文件大小：

ls -lh /swapfile -rw-r--r-- 1 root root 4.0G Oct 30 11:00 /swapfile 

至此，我們的swap文件就創建完畢了。

啟用Swap文件

現在我們已經有了swap文件，但系統還不知道應該使用該文件作為swap，這就需要我們告知系統將該文件格式化為swap并啟用起來。

首先我們需要更改swap文件的權限，確保只有root才可讀，否則會有很大的安全隱患。使用chmod命令進行權限操作：

sudo chmod 600 /swapfile

如此，該文件的讀寫都只有root才能操作。使用ls -lh命令檢查一下：

ls -lh /swapfile -rw------- 1 root root 4.0G Oct 30 11:00 /swapfile

然后，使用如下命令告知系統將該文件用于swap：

sudo mkswap /swapfile Setting up swapspace version 1, size = 4194300 KiB no label, UUID=b99230bb-21af-47bc-8c37-de41129c39bf

現在，這個swap文件就可以作為swap空間使用了。輸入如下命令開始使用該swap：

sudo swapon /swapfile 

我們可以輸入如下命令來確認一下設置是否已經生效：

swapon -s Filename Type Size Used Priority /swapfile file 4194300 0 -1

可以看到返回的結果中已經有我們剛才設置的swap。再使用free工具確認一下：

free -m total used free shared buffers cached Mem: 3953 315 3637 8 11 107 -/+ buffers/cache: 196 3756 Swap: 4095 0 4095

至此，我們的swap已經設置完畢，操作系統會在需要的時候使用它。

使Swap文件永久生效

至此我們已經在系統中啟用了swap文件，然而一旦系統重啟后，服務器還不能自動啟用該文件。要讓系統在重啟后自動生效swap，我們可以通過修改fstab文件來實現（這是一個管理文件系統和分區的表）。

用sudo權限打開該文件編輯：

sudo nano /etc/fstab

在文件末尾加入下面這行內容，告訴操作系統自動使用剛才創建的swap文件：

/swapfile   swap    swap    sw  0   0

添加完畢后，保存退出。以后服務器每次重啟都會檢查該文件并自動啟用swap。

更改Swap配置（可選）

有幾個涉及swap的選項可能會影響到系統的性能表現。大部分情況下這些選項是可選的，具體要修改成什么樣則取決于你的應用需求以及個人偏好。

Swappiness

swappiness參數決定了系統將數據從內存交換到swap空間的頻率，數值設置在0到100之間，代表系統將數據從內存交換到swap空間的力度。

該數值越接近于0，系統越傾向于不進行swap，僅在必要的時候進行swap操作。由于swap要比內存慢很多，因此減少對swap的依賴意味著更高的系統性能。

該數值越接近于100，系統越傾向于多進行swap。有些應用的內存使用習慣更適合于這種情況，這也于服務器的用途有關。

輸入如下命令查看當前的swappiness數值：

cat /proc/sys/vm/swappiness 30

CentOS 7默認設置了30的swappiness，這對于大部分桌面系統和本地服務器是比較中庸的數值。對于VPS系統而言，可能接近于0的值是更加合適的。

使用sysctl命令可以修改swappiness。比如將swappiness設為10：

sudo sysctl vm.swappiness=10 vm.swappiness = 10 

本次修改將一直生效到下次重啟前。如果希望永久修改該數值，則需要編輯sysctl配置文件：

sudo nano /etc/sysctl.conf

將以下內容粘貼到文件末尾：

vm.swappiness = 10 

編輯完成后，保存退出，之后服務器每次重啟的時候會將swappiness設置為該值。

緩存壓力（Cache Pressure ）

另一個可以考慮更改的配置項是vfs_cache_pressure，該配置項涉及特殊文件系統元文件條目的存儲。對此類信息的頻繁讀取是非常消耗性能的，所以延長其在緩存的保存時間可以提升系統的性能。

通過proc文件系統查看緩存壓力的當前設定值：

cat /proc/sys/vm/vfs_cache_pressure 100 

這個數值是比較高的，意味著系統從緩存中移除inode信息的速度比較快。一個保守一些的數值是50，使用sysctl命令進行設置：

sudo sysctl vm.vfs_cache_pressure=50 vm.vfs_cache_pressure = 50 

這條命令僅在重啟前有效。要讓該設置永久有效，需要編輯sysctl配置文件：

sudo nano /etc/sysctl.conf 

在文件末尾添加如下內容：

vm.vfs_cache_pressure = 50

保存退出，服務器就會在每次重啟后都自動將緩存壓力設置為50了。

總結

至此，我們的系統內存就獲得了一些喘氣的空間。有了swap空間可以有效避免一些常見的問題。

如果你仍然會遇到內存不足（OOM，out of memory）的錯誤信息，或者你的系統不能運行你需要的應用，那么最好的方法是優化你的應用配置或者升級你的服務器，不過配置swap空間也不失為一個靈活的節省方案。