服务器内存页交换是如何工作的？

服务器内存页交换是操作系统在物理内存不足时，将部分暂时不用的内存数据转移到磁盘上的交换空间的过程，这一机制可以确保系统在内存紧张的情况下继续运行，但会因为磁盘I/O操作导致性能下降，以下是对服务器内存页交换的详细介绍：

什么是SWAP？

SWAP指的是一个交换分区或文件，用于在物理内存不够用的时候，将部分内存数据移到这个交换空间上，以便释放物理内存，当系统的物理内存不足时，内核会将不活跃的内存页保存到磁盘中的交换空间，然后将这些物理内存页分配给其他进程使用。

为什么进行内存回收？

内核进行内存回收的主要原因有两个：

1、突发内存申请：内核需要为任何时刻突发到来的内存申请提供足够的内存，所以一般情况下保证有足够的空闲空间是必要的。

2、缓存策略：Linux内核使用缓存策略提升文件读写效率，但这也会导致可用物理内存减少，内核需要设计一个周期性回收内存的机制，以保证系统的剩余内存不会长期处于很少的状态。

swappiness参数的作用

swappiness参数用于定义内核使用swap的积极性，其取值范围是0-100，默认值为60，值越高，内核越积极地使用swap；值越低，越倾向于最大限度地使用物理内存，设置为0时，内核仅在物理内存和文件映射页总量小于高水位标记（high water mark）之前才会进行交换。

kswapd进程的作用

kswapd是一个内核线程，负责定期检查系统的空闲内存页是否紧缺，并在必要时进行内存回收，它会将一些用户进程占用的内存页添加到非活跃链表中，并断开虚拟内存与物理内存的映射关系，随着时间的推移，未被访问的内存页会被移动到非活跃脏链表，最终被刷新到磁盘中。

LRU算法在内存交换中的应用

Linux内核使用了一种称为LRU（Least Recently Used）的算法来管理内存交换，该算法维护三个队列：活跃队列、非活跃脏队列和非活跃干净队列，通过这种方式，系统可以有效地管理和回收内存，确保最常用的数据保留在物理内存中，而较少使用的数据则被移到交换空间。

什么时候开始使用虚拟内存？

当剩余物理内存低于某个阈值（如40%）时，系统会开始使用交换空间，具体何时开始使用取决于swappiness参数的设置，如果设置为100，系统会非常积极地使用swap；如果设置为0，则会最大限度使用物理内存。

如何优化Linux内存交换？

1、调整swappiness参数：根据系统需求调整swappiness参数，以平衡物理内存和swap的使用。

2、增加物理内存：最直接的方法是添加更多的物理内存，以提高系统的整体性能。

3、优化磁盘性能：由于交换涉及磁盘I/O操作，优化磁盘性能可以减少交换带来的性能开销。

4、监控和管理缓存：定期监控缓存使用情况，并根据需要释放缓存。

服务器内存页交换是操作系统为了应对物理内存不足而采取的一种机制，通过合理配置和管理swappiness参数、增加物理内存以及优化磁盘性能，可以有效提升系统在内存紧张情况下的性能。

小伙伴们，上文介绍了“服务器内存页交换”的内容，你了解清楚吗？希望对你有所帮助，任何问题可以给我留言，让我们下期再见吧。