介绍
防止应用程序内存不足错误的一种方法,是向服务器添加一些交换空间(swap space)。在本指南中,我们将介绍如何将交换文件添加到 Rocky Linux 9 服务器。

什么是互换(Swap)?
交换是硬盘驱动器存储的一部分,作为操作系统预留,用于临时存储 RAM 中无法再保存的数据。这可以让您增加服务器可以保留在其工作内存中的信息量,但有一些注意事项。主要当 RAM 中不再有足够的空间来保存正在使用的应用程序数据时,将使用硬盘驱动器上的交换空间。

写入磁盘的信息将比保存在 RAM 中的信息慢得多,但操作系统更愿意将运行的应用程序数据保留在内存中,并对旧数据使用交换。总的来说,当系统 RAM 耗尽时,使用交换空间作为后备措施可以成为一个很好的安全网,防止在具有可用非 SSD 存储的系统上出现内存不足异常。

步骤 1 – 检查系统的Swap信息
在开始之前,我们可以检查系统是否已经有一些可用的交换空间。可以有多个交换文件或交换分区,但通常一个就足够了。

我们可以通过键入以下内容来查看系统是否有任何已配置的交换:

$ sudo swapon --show
如果您没有得到任何输出,这意味着您的系统当前没有可用的交换空间。

您可以使用该实用程序验证是否有活动交换free:

$ free -h
显示:
               total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           1.7Gi       173Mi       1.2Gi       9.0Mi       336Mi       1.4Gi
Swap:             0B          0B          0B
正如您在输出的“Swap”行中看到的,系统上没有处于活动状态的交换。

步骤 2 – 检查硬盘分区上的可用空间
在创建交换文件之前,我们将检查当前的磁盘使用情况,以确保有足够的空间。通过输入以下内容来执行此操作:

$ df -h
显示
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs        855M     0  855M   0% /dev
tmpfs           888M     0  888M   0% /dev/shm
tmpfs           355M  9.4M  346M   3% /run
/dev/vda1        59G  1.4G   58G   3% /
/dev/vda2       994M  155M  840M  16% /boot
/dev/vda15      100M  7.0M   93M   7% /boot/efi
tmpfs           178M     0  178M   0% /run/user/0
在本例中,列中的 / 设备 Mounted on是我们的磁盘。在本例中我们有足够的可用空间(仅使用了 1.4G)。您的用法可能会有所不同。

尽管关于交换空间的适当大小有很多意见,但这实际上取决于您的个人喜好和应用程序要求。一般来说,等于或两倍于系统 RAM 的量是一个很好的起点。另一个好的经验法则是,如果您只是将其用作 RAM 后备,那么超过 4G 的交换空间可能是不必要的。

步骤 3 – 创建交换文件
现在我们知道了可用的硬盘空间,我们可以在文件系统上创建交换文件。swapfile 将在根 (/ ) 目录中分配一个我们想要调用的大小的文件。

创建交换文件的最佳方法是使用 fallocate 程序。该命令立即创建指定大小的文件。

由于我们示例中的服务器有 2G RAM,因此我们将在本指南中创建一个 2G 文件。调整此以满足您自己的服务器的需求:

$ sudo fallocate -l 1G /swapfile
我们可以通过键入以下内容来验证是否保留了正确的空间量:

$ ls -lh /swapfile
$ -rw-r--r--. 1 root root 2.0G Sep 13 17:52 /swapfile

我们的文件已创建,并预留了正确的空间量。

步骤 4 – 启用交换文件
现在我们有了一个正确大小的可用文件,我们需要将其实际转换为交换空间。

首先,我们需要锁定文件的权限,以便只有具有root权限的用户才能读取内容。这会阻止普通用户访问该文件,这会产生重大的安全隐患。

通过键入以下内容使该文件只能由root访问:

$ sudo chmod 600 /swapfile
通过键入以下内容验证权限更改:

$ ls -lh /swapfile
显示:
-rw------- 1 root root 2.0G Sep 13 17:52 /swapfile
正如您所看到的,只有root用户启用了读取和写入标志。

我们现在可以通过键入以下内容将文件标记为交换空间:

$ sudo mkswap /swapfile
显示:
Setting up swapspace version 1, size = 2 GiB (2147479552 bytes)
no label, UUID=585e8b33-30fa-481f-af61-37b13326545b
标记文件后,我们可以启用交换文件,允许我们的系统开始使用它:

$ sudo swapon /swapfile
通过键入以下内容验证交换是否可用:

$ sudo swapon --show
显示:
NAME      TYPE  SIZE USED PRIO
/swapfile file 2G   0B   -2
我们可以再次检查实用程序的输出free以证实我们的发现:

$ free -h
显示:
               total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           1.7Gi       172Mi       1.2Gi       9.0Mi       338Mi       1.4Gi
Swap:          2.0Gi          0B       2.0Gi
我们的交换已成功设置,我们的操作系统将根据需要开始使用它。

步骤 5 – 使交换文件永久化
我们最近的更改启用了当前会话的交换文件。但是,如果我们重新启动,服务器将不会自动保留交换设置。我们可以通过将交换文件添加到我们的/etc/fstab文件中来更改此设置。

备份/etc/fstab文件以防出现问题:

$ sudo cp /etc/fstab /etc/fstab.bak
通过键入以下内容将交换文件信息添加到文件末尾 /etc/fstab:

$ echo '/swapfile none swap sw 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab
接下来我们将回顾一些可以更新的设置来调整交换空间。

第 6 步 – 调整交换设置
您可以配置一些选项,这些选项会在处理交换时影响系统的性能。

调整 Swappiness 属性
该 swappiness 参数配置系统将 RAM 中的数据交换到交换空间的频率。这是一个介于 0 到 100 之间的百分比值。

当值接近于零时,除非绝对必要,否则内核不会将数据交换到磁盘。请记住,与交换文件的交互是“昂贵的”,因为它们比与 RAM 的交互花费更长的时间,并且可能导致性能显着降低。告诉系统不要过多依赖交换通常会让您的系统更快。

接近 100 的值将尝试将更多数据放入交换区,以保持更多可用 RAM 空间。根据您的应用程序的内存配置文件或您使用服务器的目的,这在某些情况下可能会更好。

我们可以通过输入以下内容来查看当前的交换值:

$ cat /proc/sys/vm/swappiness
显示:
60
对于台式机来说,swappiness 设置为 60 并不是一个坏值。对于服务器,您可能希望将其移近 0。

我们可以使用命令 sysctl 将 swappiness 设置为不同的值。

例如,要将 swappiness 设置为 10,我们可以输入:

$ sudo sysctl vm.swappiness=10
显示:
vm.swappiness = 10
此设置将持续到下次重新启动为止。我们可以通过将该行添加到我们的/etc/sysctl.conf文件中来在重新启动时自动设置该值。

Rocky Linux 9 附带的默认文本编辑器是vi。vi是一个非常强大的文本编辑器,但对于缺乏使用经验的用户来说可能有点迟钝。您可能想要安装一个更加用户友好的编辑器,以便于nano在 Rocky Linux 9 服务器上编辑配置文件:

$ sudo dnf install nano
现在您可以使用nano编辑该sysctl.conf文件:

$ sudo nano /etc/sysctl.conf
在底部,您可以添加:

/etc/sysctl.conf
vm.swappiness=10
完成后保存并关闭文件。如果您使用的是nano,则可以通过按 CTRL + X 来保存并退出,然后在出现提示符时按 Y 然后按回车。

调整缓存压力设置
您可能想要修改的另一个相关值是 vfs_cache_pressure。此设置配置系统将选择在其他数据上缓存 inode 和dentry 信息的程度。

这是有关文件系统的访问数据。通常,查找成本非常高并且请求非常频繁,因此对于系统来说,缓存是一件非常好的事情。您可以通过再次查询文件系统来查看当前值proc:

$ cat /proc/sys/vm/vfs_cache_pressure
显示:
100
根据当前配置,我们的系统从缓存中删除索引节点信息的速度太快。我们可以通过键入以下内容将其设置为更保守的设置,例如 50:

$ sudo sysctl vm.vfs_cache_pressure=50
显示:
vm.vfs_cache_pressure = 50
再次强调,这仅对我们当前的会话有效。我们可以通过将其添加到我们的配置文件中来更改它,就像我们对交换设置所做的那样:

$ sudo nano /etc/sysctl.conf
在底部添加指定新值的行:

/etc/sysctl.conf
vm.vfs_cache_pressure=50
完成后保存并关闭文件。

小结
遵循本指南中的步骤将为您提供一些喘息空间,以防出现内存不足异常。交换空间对于避免其中一些常见问题非常有用。

如果您遇到内存不足错误,或者发现系统无法使用所需的应用程序,最好的解决方案是优化应用程序配置或升级服务器。

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