前言
如何讓服務器響應更快？如何避免應用出現(xiàn)內(nèi)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(tǒng)可以在這里暫存一些內(nèi)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(nèi)存。雖然從swap讀寫比內(nèi)存慢，但總比沒有好，算是內(nèi)存不夠時的安全網(wǎng)。
如果沒有swap，則服務器一旦內(nèi)存不足，就會開始終止應用以釋放內(nèi)存，甚至會崩潰，這會讓你丟失一些還沒來得及保存的數(shù)據(jù)，或者造成當機。有些應用明確要求系統(tǒng)配置swap以確保數(shù)據(jù)訪問的可靠性。
本文介紹如何在CentOS 7服務器上創(chuàng)建并啟用swap文件。
注：swap通常在傳統(tǒng)機械硬盤上表現(xiàn)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(xiàn)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(quán)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(tǒng)的Swap信息
首先我們需要檢查系統(tǒng)的存儲，看看是否已經(jīng)配置過swap。一個系統(tǒng)可以設置多個swap文件或分區(qū)，不過一般來說一個就夠了。
使用swapon命令可以檢查系統(tǒng)是否已經(jīng)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：
如果該命令沒有返回出結(jié)果，則代表該系統(tǒng)尚未配置過swap。
或者，我們也可以使用free工具來查看系統(tǒng)的整體內(nèi)存使用情況，這里可以看到內(nèi)存和swap的使用狀態(tài)（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(tǒng)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(jié)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(qū)作為swap。然而有時候由于硬件或軟件的限制，新建分區(qū)的方式無法實現(xiàn)，這種情況下就可以建立一個swap文件來實現(xiàn)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(nèi)存塊的個數(shù)。
從第一行可以看到我們的存儲分區(qū)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(guī)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(guān)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(nèi)存容量的兩倍就是個不錯的起點。
我的系統(tǒng)內(nèi)存有4GB，如果設置8GB的swap會占據(jù)太多空間，所以我決定只設置4GB就好。
創(chuàng)建Swap文件
接下來我們將在文件系統(tǒng)上創(chuàng)建swap文件。我們要在根目錄（/）下創(chuàng)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(chuàng)建方式是fallocate命令，該命令能夠創(chuàng)建一個預分配指定大小空間的文件。輸入如下指令創(chuàng)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(chuàng)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(chuàng)建完畢了。
啟用Swap文件
現(xiàn)在我們已經(jīng)有了swap文件，但系統(tǒng)還不知道應該使用該文件作為swap，這就需要我們告知系統(tǒng)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(quán)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(quán)限操作：
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(tǒng)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(xiàn)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：
我們可以輸入如下命令來確認一下設置是否已經(jīng)生效：
swapon -s Filename Type Size Used Priority /swapfile file 4194300 0 -1
可以看到返回的結(jié)果中已經(jīng)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(jīng)設置完畢，操作系統(tǒng)會在需要的時候使用它。
使Swap文件永久生效
至此我們已經(jīng)在系統(tǒng)中啟用了swap文件，然而一旦系統(tǒng)重啟后，服務器還不能自動啟用該文件。要讓系統(tǒng)在重啟后自動生效swap，我們可以通過修改fstab文件來實現(xiàn)（這是一個管理文件系統(tǒng)和分區(qū)的表）。
用sudo權(quán)限打開該文件編輯：
在文件末尾加入下面這行內(nèi)容，告訴操作系統(tǒng)自動使用剛才創(chuàng)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(tǒng)的性能表現(xiàn)。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(shù)決定了系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從內(nèi)存交換到swap空間的頻率，數(shù)值設置在0到100之間，代表系統(tǒng)將數(shù)據(jù)從內(nèi)存交換到swap空間的力度。
該數(shù)值越接近于0，系統(tǒng)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(nèi)存慢很多，因此減少對swap的依賴意味著更高的系統(tǒng)性能。
該數(shù)值越接近于100，系統(tǒng)越傾向于多進行swap。有些應用的內(nèi)存使用習慣更適合于這種情況，這也于服務器的用途有關(guān)。
輸入如下命令查看當前的swappiness數(shù)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(tǒng)和本地服務器是比較中庸的數(shù)值。對于VPS系統(tǒng)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(shù)值，則需要編輯sysctl配置文件：
sudo nano /etc/sysctl.conf
將以下內(nèi)容粘貼到文件末尾：
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(tǒng)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(tǒng)的性能。
通過proc文件系統(tǒng)查看緩存壓力的當前設定值：
cat /proc/sys/vm/vfs_cache_pressure 100
這個數(shù)值是比較高的，意味著系統(tǒng)從緩存中移除inode信息的速度比較快。一個保守一些的數(shù)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(nèi)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(jié)
至此，我們的系統(tǒng)內(nèi)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(nèi)存不足（OOM，out of memory）的錯誤信息，或者你的系統(tǒng)不能運行你需要的應用，那么最好的方法是優(yōu)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(jié)省方案。
