云服务器中的虚拟内存

Noah 字数: 46572 阅读耗时: 116 分钟 2025/02/15 2025/05/23 博客独享热度: 3 评论: 0

本文首次创作于 2025-02-15，最后更新于 2025-05-23，距离上次更新已经过了 13 天，文章内容可能已经过时。

云服务器中的虚拟内存

云服务器的 虚拟内存（Virtual Memory） 是一种内存管理技术，它通过 结合物理内存（RAM）和磁盘空间（Swap），让系统能够运行比实际物理内存更大的应用程序。当物理内存不足时，系统会将部分不常用的内存数据临时存储到磁盘上的 Swap 分区（交换分区），从而避免因内存不足导致程序崩溃或系统卡死。

1. 虚拟内存的作用

扩展可用内存：当物理内存（RAM）不足时，系统将部分数据交换到磁盘（Swap），腾出 RAM 给更重要的任务。
防止 OOM（Out of Memory）：避免因内存耗尽导致进程被强制终止。
提高系统稳定性：即使物理内存紧张，系统仍能继续运行（但速度会变慢）。

2. 云服务器上的虚拟内存实现方式

在 Linux 系统中，虚拟内存通常通过 Swap 分区 或 Swap 文件 实现：

Swap 分区：单独划分一块磁盘空间用于交换（传统方式）。
Swap 文件：在现有文件系统中创建一个文件作为交换空间（更灵活，适用于云服务器）。

3. 查看虚拟内存（Swap）使用情况

 free -h

输出示例：

               total        used        free      shared  buff/cache   available
 Mem:           2.0G        1.2G        200M         50M        600M        600M
 Swap:          1.0G        300M        700M

Mem：物理内存使用情况。
Swap：虚拟内存（交换空间）使用情况。

4. 如何为云服务器添加 Swap 虚拟内存？

（1）创建 Swap 文件（推荐）

 # 1. 创建一个 2GB 的 Swap 文件（大小可调整）
 sudo fallocate -l 2G /swapfile
 
 # 2. 设置权限，防止被篡改
 sudo chmod 600 /swapfile
 
 # 3. 格式化为 Swap 文件系统
 sudo mkswap /swapfile
 
 # 4. 启用 Swap
 sudo swapon /swapfile
 
 # 5. 永久生效（重启后仍有效）
 echo '/swapfile none swap sw 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

（2）调整 Swap 使用策略（可选）

Linux 默认倾向于使用物理内存，仅在必要时使用 Swap。可以通过 swappiness 调整策略：

# 查看当前值（默认 60，范围 0-100）
cat /proc/sys/vm/swappiness

# 临时调整（设为 10，减少 Swap 使用）
sudo sysctl vm.swappiness=10

# 永久生效
echo 'vm.swappiness=10' | sudo tee -a /etc/sysctl.conf

swappiness=0：尽量不用 Swap（可能导致 OOM）。
swappiness=100：积极使用 Swap（可能降低性能）。

5. 虚拟内存的优缺点

优点	缺点
✔️ 防止内存不足崩溃	❌ 磁盘读写比 RAM 慢（性能下降）
✔️ 扩展可用内存	❌ 频繁使用 Swap 可能导致 I/O 瓶颈
✔️ 提高系统稳定性	❌ SSD 频繁写入可能影响寿命

6. 适用场景

小内存云服务器（如 1GB/2GB）：建议开启 Swap，避免 OOM。
高负载应用：如果内存经常耗尽，Swap 可以临时缓解问题（但优化代码或升级内存更好）。
临时任务：运行短期大内存任务时，可临时启用 Swap。

7. 如何关闭 Swap？

# 1. 停用 Swap
sudo swapoff /swapfile

# 2. 删除 Swap 文件
sudo rm /swapfile

# 3. 从 /etc/fstab 删除对应行
sudo sed -i '/\/swapfile/d' /etc/fstab

8. 实例分析：1G 内存的服务器是否需要 Swap

（1）内存的服务器是否需要 Swap？

✅ 推荐开启 Swap 的情况：

运行 MySQL、Redis、Java 等内存敏感服务：这些应用可能突然占用大量内存，Swap 可以防止进程被 OOM Killer 强制杀死。
运行业务波动较大的应用：比如突发流量导致内存短期飙升，Swap 能提供缓冲。
防止系统崩溃：1GB 内存很容易被系统进程（如 systemd、apt）占满，Swap 能提高稳定性。

❌ 可以不开启 Swap 的情况：

纯静态网站（如 Nginx + HTML）：内存需求低，可能用不到 Swap。
短期测试环境：如果服务器只是临时使用，可以不加 Swap。
SSD 磁盘性能敏感型应用：频繁 Swap 读写可能拖慢速度（但对 1G 内存的小服务器影响有限）。

（2）建议的 Swap 大小

物理内存（RAM）	推荐 Swap 大小	适用场景
1GB	1GB	通用推荐值（平衡性能与稳定性）
1GB	512MB	如果磁盘空间紧张或只需轻度缓冲
1GB	2GB	运行内存消耗较大的应用（如 Java）

（3）结论

1GB 内存的服务器，Swap 设为 1GB 是比较合理的默认选择。

总结

虚拟内存（Swap） 是云服务器在物理内存不足时的“备用内存”，通过磁盘空间扩展可用内存。
推荐小内存服务器开启 Swap（如 1GB/2GB），但大内存服务器（如 8GB+）可以关闭或减少 Swap 使用。
Swap 会影响性能，优化代码或升级内存才是根本解决方案。