Как узнать количество swap памяти linux

Управление памятью в Linux

Я думаю, что обычно у каждого пользователя Linux рано или поздно возникает следующий вопрос, задаваемый при администрировании рабочей станции или сервера — «Почему в Linux используется вся моя оперативная память, хотя никакой большой работы не выполняется? «. К нему сегодня я добавлю еще один вопрос, который, я уверен, обычен для многих системных администраторов Linux — «Почему команда free показывает память swap и почему у меня так много свободной оперативной памяти?», так что сегодняшнее мое исследование SwapCached, которое я представляю вам, может оказаться полезным, либо, по крайней мере, ознакомит, как я надеюсь, с информацией об управлении памятью в системе Linux.

В Linux применяется следующее основное правило: неиспользуемая страница оперативной памяти считается потерянной памятью. Оперативная память тратится не только для данных, используемых прикладными приложениями. В ней также хранятся данные для самого ядра и, самое главное, в эту память могут отображаться данные, хранящиеся на жестком диске, что используется для супер-быстрого к ним доступа — команда top указывает об этом в столбцах «buffers/cache» («буферы / кэш»), «disk cache» («дисковый кэш)» или «cached» («кэшировано»). Кэшированная память по сути свободна, поскольку ее можно быстро освободить в случае, если работающей (или только что запущенной) программе потребуется память.

Сохранение кэша означает, что если кому-нибудь еще раз потребуются те же самые данные, то есть большая вероятность, что они все еще будут находиться в кэше в оперативной памяти.

Поэтому первое, чем можно воспользоваться в вашей системе, это команда free , которая предоставит вам первоначальную информацию о том, как используется ваша оперативная память.

Ниже приведены данные, выдаваемые на моем старом ноутбуке с системой Xubuntu:

В строке -/+ buffers/cache показывается, сколько памяти используется и сколько памяти свободно с точки зрения ее использования в приложениях. В этом примере приложениями уже используется 972 Мб памяти и еще 534 МБ памяти могут быть использованы.

Вообще говоря, если используется хотя бы немного памяти подкачки swap, то использование памяти вообще не повлияет на производительность системы.

Но если вы хотите получить более подробную информацию о вашей памяти, то вы должны проверить файл /proc/meminfo; в моей системе Xubuntu с ядром 3.2.0-25-generic результат будет следующим:

Что означает MemTotal (Всего памяти) и MemFree (Свободная память), понятно для всех; остальные значения поясняются дальше:

Cached

Страничный кэш в системе Linux («Cached:» в meminfo) является в большинстве систем самым крупным потребителем памяти. Каждый раз, когда вы выполняете операцию чтения read () из файла, расположенного на диске, данные считываются в память и помещаются в страничный кэш. После того, как операция read() завершается, ядро может просто выбросить страницу памяти, так как она не используется. Однако, если вы второй раз выполняете операцию чтения той же самой части файла, данные будут считываться непосредственно из памяти и обращения к диску не будет. Это невероятно ускоряет работу и, поэтому, в Linux так интенсивно используется кэширование страниц: ставка делается на то, что если вы обратились к некоторой странице дисковой памяти, то вскоре вы обратитесь к ней снова.

dentry/inode caches

Каждый раз, когда вы в файловой системе выполняете операцию «ls’» (или любую другую операцию: open(), stat() и т.д.), ядру требуются данные, которые находятся на диске. Ядро анализирует эти данные, находящиеся на диске, и помещает его в некоторых структуры данных, независимые от файловой системы, с тем, чтобы они могли в различных файловых системах обрабатываться одним и тем же образом. Таким же самым образом, как кэширование страниц в приведенных выше примерах, ядро может после того, как будет завершена команда «ls», стереть эти структуры. Тем не менее, делается такое же предположение, как и раньше: если вы однажды считали эти данные, вы обязательно прочитаете их еще раз. Ядро хранит эту информацию в нескольких местах «кэша», которые называются кэш памятью dentry и inode. Кэш память dentries являются общей для всех файловых систем, но каждая файловая система имеет свой собственный кэш inodes.

Эта оперативная память является в meminfo составной частью «Slab:»

Вы можете просмотреть различную кэш память и узнать ее размеры с помощью следующей команды:

Buffer Cache

Кэш буфера («Buffers:» в meminfo) является близким родственником кэш памяти dentry/inode. Данные dentries и inodes, размещаемые в памяти, представляют собой описание структур на диске, но располагаются они по-разному. Это, возможно, связано с тем, что у нас в копии, расположенной в памяти, используется такая структура, как указатель, но на диске ее нет. Может также случиться, что на диске байты будут располагаться не в том порядке, как это нужно процессору.

Отображение памяти в команде top: VIRT, RES и SHR

Если вы запускаете команду top , то три строки будут описывать к использованию памяти. Вы должны понимать их значение с тем, чтобы понять, сколько памяти требуется вашему серверу.

VIRT является сокращением от virtual size of a process (виртуальный размер процесса) и представляет собой общий объем используемой памяти: памяти, отображаемой самой в себя (например, памяти видеокарты для сервера X), файлов на диске, которые отображаются в память (особенно это касается разделяемых библиотек) и памяти, разделяемой совместно с другими процессами. Значение VIRT указывает, сколько памяти в настоящий момент доступно программе.

RES является сокращением от resident size (размер резидентной части) и является точным указателем того, сколько в действительности потребляется процессом реальной физической памяти. (Что также соответствует значению, находящемуся непосредственно в колонке %MEM). Это значение практически всегда меньше, чем размер VIRT, т.к. большинство программ зависит от библиотеки C.

SHR показывает, какая величина от значения VIRT является в действительности разделяемой (по памяти или за счет использования библиотек). В случае библиотек, это не обязательно означает, что вся библиотека находится в резидентной памяти. Например, если программа использует только несколько функций библиотеки, то при отображении в память будет использована вся библиотека, что будет учтено в значениях VIRT и SHR, но, на самом деле, будет загружена часть библиотеки, содержащая используемые функции, и это будет учтено в значении RES.

Подкачка памяти — swap

Теперь мы видим некоторую информацию о нашей оперативной памяти, но что происходит, когда больше нет свободной оперативной памяти? Если у меня нет свободной памяти, а мне нужна память для страничного кэширования, кэширования inode или кэширования dentry, то где я ее могу получить?

Прежде всего, ядро пытается не допустить, чтобы у вас значение свободной оперативной памяти приближалось к 0 байтов. Это связано с тем, что когда нужно освободить оперативную память, то обычно требуется выделить немного больше памяти. Это обусловлено тем, что нашему ядру требуется своего рода «рабочее пространство» для выполнения своих действий, и поэтому, если размер свободной оперативной памяти становится равным нулю, ядро ничего больше сделать не сможет.

На основании общего объема оперативной памяти и соотношения ее различных типов (память high/low), ядро эвристически определяет то количество памяти в качестве рабочего пространства, при котором оно чувствует себя комфортно. Когда эта величина достигается, ядро начинает возвращать память для других различных задач, описанных выше. Ядро может вернуть себе память из любой из этих задач.

Однако, есть другой потребитель памяти, о котором мы, возможно, уже забыли: данные пользовательских приложений.

Как только ядро принимает решение, что ему не требуется получать память из каких-либо других источников, которые мы описывали ранее, оно запускает память подкачки swap. В ходе этого процесса оно получает данные пользовательских приложений и записывает их в специальное место (или места) на диске. Обратите внимание, что это происходит не только тогда, когда оперативная память близка к заполнению, ядро может принять решение перенести в память swap также данные, находящиеся в оперативной памяти, если они некоторое время не использовались (смотрите раздел «Подкачка памяти»).

По этой причине, даже система с огромным количеством оперативной памяти (даже если ее правильно настроить) может использовать память подкачки swap. Есть много страниц памяти, в которых находятся данные пользовательских приложений, но эти страницы используются редко. Все это является причиной, чтобы перенести их в раздел swap и использовать оперативную память для других целей.

Вы можете с помощью команды free проверить, используется ли память swap; для примера, который я уже использовал выше, в последней строке выдаваемых данных показывается информация о размере памяти swap:

Мы видим, что на этом компьютере уже используется 24 мегабайта памяти swap и для использования доступно еще 462 Мб.

Таким образом, сам факт использования памяти swap не является доказательством того, что в системе при ее текущей рабочей нагрузке слишком мало оперативной памяти. Лучший способ это определить с помощью команды vmstat — если вы увидите, что много страниц памяти swap перемещаются на диск и обратно, то это означает, что память swap используется активно, что система «пробуксовывает» или что ей нужна новая оперативная память поскольку это ускорит подкачку данных приложений.

На моем ноутбуке Gentoo, когда он простаивает, это выглядит следующим образом:

Обратите внимание на то, что в выходных данных команды free у вас есть только 2 значения, относящихся к памяти swap: free (свободная память) и used (используемая память), но для памяти подкачки swap также есть еще одно важное значение: Swap cache (показатель кэширования памяти подкачки).

Кэширование памяти swap (Swap Cach)

Кеширование памяти swap по сути очень похоже на страничное кеширование. Страница данных пользовательского приложения, записываемая на диск, очень похожа на страницу данных файла, находящуюся на диске. Каждый раз, когда страница считывается из файла подкачки («si» в vmstat), она помещается в кэш подкачки. Так же, как страничное кэширование, все это выполняется ядром. Ядро решает, нужно ли вернуть обратно на диск конкретную страницу. Если в этом возникнет необходимость, то можно проверить, есть ли копия этой страницы на диске и можно просто выбросить страницу из памяти. Это избавит нас от затрат на переписывание страницы на диск.

Кэширование памяти swap действительно полезно только когда мы читаем данные из памяти swap и никогда в нее не делаем записи. Если мы выполняем запись на страницу, то копия на диске не будет соответствовать копии, находящейся в памяти. Если это случится, то мы должны произвести запись страницы на диск точно также, как мы делали это первый раз. Несмотря на то, что затраты на сохранение всей страницы больше, чем затраты на запись небольшого измененного кусочка, система будет работать лучше.

Поэтому, чтобы узнать, что память swap действительно используется, мы должны из значения SwapUsed вычесть значение SwapCached, вы можете найти эту информацию в /proc/meminfo.

Подкачка памяти

Когда приложению нужна память, а вся оперативная память полностью занята, то в распоряжении ядра есть два способа освободить память: оно может либо уменьшить размер дискового кэша в оперативной памяти, убирая устаревшие данные, либо оно может сбросить на диск в swap раздел несколько достаточно редко используемых порций (страниц) программы. Трудно предсказать, какой из способов будет более эффективным. Ядро, исходя из недавней истории действий в системе, делает попытку приблизительно отгадать на данный момент эффективность каждого из этих двух методов.

До ядер версии 2.6 у пользователя не было возможности влиять на эти оценки, так что могла возникнуть ситуации, когда ядро часто делало неправильный выбор, что приводило к пробуксовыванию и низкой производительности. В версии 2.6 ситуация с подкачкой памяти была изменена.

Подкачке памяти назначается значение от 0 до 100, которое изменяет баланс между подкачкой памяти приложений и освобождением кэш памяти. При значении 100 ядро всегда предпочтет найти неактивные страницы и сбросить их на диск в раздел swap; в других случаях этот сброс будет осуществляться в зависимости от того, сколько памяти занимает приложение и насколько трудно выпонять кэширование при поиске и удалении неактивных элементов.

По умолчанию для этого устанавливается значение 60. Значение 0 дает нечто близкое к старому поведению, когда приложения, которым нужна память, заставляли немного уменьшить размер кэша оперативной памяти. Для ноутбуков, для которых предпочтительно иметь диски с меньшей скоростью вращения, рекомендуется использовать значение 20 или меньше.

Заключение

В этой статье я поместил информацию, которая была мне полезной в моей работе в качестве системного администратора, и я надеюсь, что она может оказаться полезной и для вас.

Источник

Файл подкачки Linux — что это и как с ним работать

Современные устройства, функционирующие на различных операционных системах, имеют файл подкачки. Он служит для подстраховки оперативной памяти компьютера. В этом вопросе ОС Linux не является исключением из правила.

Для чего это необходимо? Когда пользователь ПК загружает оперативную память под завязку, устройство получает дополнительный объем памяти из файла подкачки. В каких ситуациях это может потребоваться:

1. Для сохранения нормальной производительности компьютера в том случае, если запас ОЗУ постепенно заканчивается. Без файла подкачки устройство начнет заметно притормаживать. Это отрицательно скажется на комфорте работы с ПК.
2. Для оптимального распределения приоритетов (система определит, какой вид памяти будет выделен на те или иные процессы).

Эта информация пригодится всем, кто имеет дело со swap. Данный термин имеет следующее значение: swap – это файл в системном разделе или отдельный раздел диска. В большинстве своем его принято создавать в процессе установки ОС. Но если есть такая необходимость, можно создать swap в любой другой момент времени.

В отдельно взятых случаях желание пользователя относительно присутствия swap на ПК не учитывается. В некоторых версиях ОС Ubuntu Linux файл подкачки создается по умолчанию, и с этим уже ничего не поделать. Остается лишь принять это, как факт. Многие юзеры не довольны таким решением, поскольку файл подкачки на их компьютерах занимает порядком 1 Гб памяти.

Проверка на наличие файла подкачки в ОС Linux

Если swap есть на используемом устройстве, с ним можно проделывать множество различных действий. Однако прежде чем приступить к конкретной задаче, нужно хотя бы убедиться в наличии swap на конкретном ПК. А то вдруг окажется так, что swap и вовсе отсутствует.

Чтобы посмотреть swap в операционной системе Линукс, необходимо задать определенную команду. Она выглядит следующим образом:

1. total — всего памяти.
2. used — сколько используется в данный момент.
3. free — свободная память, не используется.

К сожалению, данная команда показывает только общую информацию (total, used, free) и не может дать четкого определения тому, что это файл подкачки или смонтированный раздел. Именно поэтому для дополнительноой проверки воспользуемся другой командой — «swapon».

Как видно из скриншота выше, swap находится в разделе /dev/sda5, размером 2,8 gb и это не файл.

Давайте предположим следующий возможный вариант развития сценария: файл подкачки отсутствует на вашем компьютере. Как это выявить? Введите в терминале команду free -h, и ознакомьтесь с полученной информацией. Если в строке «Подкачка» стоят сплошные нули, то swap не создан в операционной системе Linux.

Создание swap Linux

Если файла подкачки нет, будет логичным приняться за его создание. Далее вы ознакомитесь с пошаговой инструкцией по созданию swap для Линукс.

Воспользуйтесь терминалом для реализации задуманного.

# fallocate -|1G /swapfile

Примечание: 1 G – величина файла подкачки.

Чтобы защитить swap, необходимо установить на этот файл нужные права. Сделайте это при помощи:

# chmod 600 /swapfile

Примечание: в конце этой строки стоит название swap файла. Наименование выбирается на свое усмотрение. Его можно поменять.

Права 600 означает — владелец может читать/писать, остальным все запрещено.

1. Как создать файловую систему

Нужный объект создан, но на данный момент ОС Linux не определяет его, как файл подкачки. Необходимо воспользоваться специальной командой для устранения этой проблемы:

По завершению операций, описанных выше, ОС Линукс начинает понимать, что новый объект возьмет на себя роль файла подкачки. Пришло время активировать его. Для этих целей введите в терминале следующее:

Как посмотреть, произошло ли распознание файла подкачки? Задайте в строке следующую команду:

При правильном следовании инструкции вы увидите тип файла и его величину в соответствующих полях.

1. Как сохранить настройки

Внесенные коррективы имеют временный характер – они утратят свою актуальность сразу же после перезагрузки устройства. Их нужно сделать постоянными, но к этому вернемся чуть позже. Для начала следует произвести другое важное действие. А теперь попробуем создать резервную копию swap. Для этих целей введите в строке:

# cp /etc/fstab /etc/fstab.back

Настройки будут сброшены после перезапуска компьютера. Чтобы избежать этого, необходимо вписать в файл некоторую информацию. Осуществите эту идею с помощью:

$ echo ’/swapfile none swap sw 0 0’ | sudo tee -a /etc/fstab

Дело сделано. Теперь можно смело перезапускать устройство. Сохраненные данные останутся на месте.

Как настроить Swapiness

ОС Linux может использовать swap с разной частотой. Частота использования может варьироваться от 0 до 100. Она задается в параметрах swap.

Значение, приближенное к «0» означает, что система начнет обращаться к файлу подкачки только в самых экстренных случаях (как страховочный вариант). Значение, приближенное к «100» означает, что система начнет освобождать физическую память, перемещая объекты в раздел подкачки.

Команда для проверки установленного параметра в устройстве:

Если указанное значение вам подходит, можно считать, что настройки завершены. В обратном случае нужно поменять это значение на более подходящий вариант. Например:

В приведенном примере «25» – новое значение. Вы можете выбрать число по собственному усмотрению. Главное, чтобы значение попадало в диапазон от 0 до 100. После внесения изменений нужно еще раз позаботиться о том, чтобы они не обнулились после перезапуска системы. Введите в строке терминала запрос:

Запустите текстовый редактор (обязательно с правами суперпользователя). С его помощью нужно прописать некоторую информацию в конце файла. Значение, которое нужно вписать:

vm.swapiness=25 (или любое другое значение, которое вас устроит).

Размер файла подкачки в ОС Линукс

Существует несколько способов увеличения/уменьшения swap файла в устройствах, функционирующих на ОС Linux. Перед тем, как разобраться с этим вопросом подробнее, следует уделить несколько секунд своего внимания важному напоминанию:

При отключении swap операционная система компьютера начинает использовать только ОЗУ. Если объем оперативной памяти закончится, устройство может зависнуть. Все рабочие процессы ПК остановятся.

Чтобы избежать подобных неприятностей, нужно создать запасной (временный) файл подкачки перед тем, как удалять или изменять swap. Обязательны ли эти действия к выполнению? Здесь нужно смотреть по ситуации. Если ОЗУ устройства достаточно велика, можно вполне обойтись и без создания второго swap файла. В этом нет ничего рискованного.

Теперь приступаем к следующему этапу настройки – корректировке величины файла. Чтобы все прошло безопасно, swap нужно отключить. Введите в строке запрос:

Чтобы изменить величину swap, введите в строке:

# fallocate -| 2G /swapfile

Вместо «2G» укажите подходящую для вас величину файла подкачки. Для его форматирования воспользуйтесь этой командой:

И последнее действие – включение файла подкачки. Попробуйте включить его при помощи:

Интересная информация: пользователь может создавать и использовать несколько swap файлов на устройстве с ОС Linux.

Удаление swap в операционной системе Линукс

Иногда бывают ситуации, когда пользователю устройства необходимо удалить файл подкачки. Это делается очень быстро, но для начала следует выключить swap, затем удалить.

Теперь можно спокойно приступать к удалению при помощи команды «rm».

Важное напоминание: при создании нового файла подкачки в ОС Линукс придется снова установить права на swap.

Итоги

Концепция swap для операционной системы Linux очень проста. Ознакомившись с нашей статьей, вы сможете проверить устройство на присутствие файла подкачки, создать его, правильно настроить и безопасно удалить.

Источник