Linux 中创建 Swap 的全面方法详解

Swap（交换空间）是 Linux 系统中用于扩展物理内存的关键组件。当系统内存不足时，Swap 可以临时存储不常用的数据，从而避免系统崩溃或性能急剧下降。本文将全面介绍在 Linux 中创建 Swap 的各种方法，包括创建 Swap 文件和 Swap 分区、配置开机自动挂载、调整 Swap 参数以及常见错误的排查与解决。

目录

1. Swap 简介
2. 创建 Swap 的方法概述
   • 使用 Swap 文件
   • 使用 Swap 分区
3. 使用 Swap 文件创建 Swap
   • 步骤 1：创建 Swap 文件
   • 步骤 2：设置正确的权限
   • 步骤 3：格式化 Swap 文件
   • 步骤 4：启用 Swap 文件
   • 步骤 5：配置开机自动挂载
   • 步骤 6：调整 Swap 参数（可选）
4. 使用 Swap 分区创建 Swap
   • 步骤 1：创建 Swap 分区
   • 步骤 2：格式化 Swap 分区
   • 步骤 3：启用 Swap 分区
   • 步骤 4：配置开机自动挂载
5. 管理 Swap
   • 启用 Swap
   • 禁用 Swap
   • 查看当前 Swap 状态
6. 调整 Swappiness 参数
7. 常见错误排查与解决
   • 错误 1：无法启用 Swap 文件或分区
   • 错误 2：Swap 空间未在开机时挂载
   • 错误 3：Swap 使用不当导致性能问题
8. 最佳实践与注意事项
9. 总结

Swap 简介

Swap 是一种将内存数据临时存储到硬盘上的机制，当物理内存（RAM）不足时，系统会将一些不常用的数据从内存中移到 Swap 中，以释放内存资源。Swap 可以以以下两种形式存在：

1. Swap 文件：在现有的文件系统中创建一个文件，作为 Swap 使用。
2. Swap 分区：在磁盘上预留一个独立的分区，专门用于 Swap。

创建 Swap 的方法概述

在 Linux 中创建 Swap 主要有两种方法：

• 使用 Swap 文件：适合动态调整 Swap 大小，操作简单，适用于大多数场景。
• 使用 Swap 分区：适合对 Swap 有高性能要求的场景，但不易调整。

本文将详细介绍这两种方法的具体步骤和注意事项。

使用 Swap 文件

Swap 文件创建灵活，可以在现有文件系统中动态调整大小，适合大多数用户和场景。

使用 Swap 分区

Swap 分区性能稍好，适用于对 Swap 有高性能要求的服务器环境，但调整较为复杂。

使用 Swap 文件创建 Swap

以下是使用 Swap 文件创建 Swap 的详细步骤：

步骤 1：创建 Swap 文件

首先，使用 dd 或 fallocate 命令创建一个指定大小的文件作为 Swap 文件。

方法一：使用 fallocate

sudo fallocate -l 4G /swapfile

方法二：使用 dd

sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=4096

说明：

• -l 4G：指定文件大小为 4GB。
• /swapfile：Swap 文件的路径和名称。
• bs=1M：块大小为 1MB。
• count=4096：创建 4096 个块，总大小为 4GB。

注意：fallocate 创建 Swap 文件的速度通常比 dd 快，但有些文件系统可能不支持。

步骤 2：设置正确的权限

为了安全起见，必须将 Swap 文件的权限设置为 600，防止非 root 用户访问。

sudo chmod 600 /swapfile

步骤 3：格式化 Swap 文件

使用 mkswap 命令将文件格式化为 Swap 空间。

sudo mkswap /swapfile

步骤 4：启用 Swap 文件

使用 swapon 命令启用 Swap 文件。

sudo swapon /swapfile

步骤 5：配置开机自动挂载

为了在系统启动时自动启用 Swap 文件，需要将其添加到 /etc/fstab 文件中。

步骤：

1. 备份 /etc/fstab 文件：

   sudo cp /etc/fstab /etc/fstab.bak
   

2. 编辑 /etc/fstab 文件：

   sudo nano /etc/fstab
   

3. 添加以下一行：

   /swapfile none swap sw 0 0
   

4. 保存并退出：按 Ctrl + O 保存，按 Ctrl + X 退出。

步骤 6：调整 Swap 参数（可选）

可以通过调整 swappiness 参数来控制系统使用 Swap 的倾向性。

• 查看当前 swappiness 值：

  cat /proc/sys/vm/swappiness
  

• 临时调整 swappiness（例如设置为 10）：

  sudo sysctl vm.swappiness=10
  

• 永久调整 swappiness：

  1. 编辑 /etc/sysctl.conf 文件：

     sudo nano /etc/sysctl.conf
     

  2. 添加以下行：

     vm.swappiness=10
     

  3. 保存并退出。

使用 Swap 分区创建 Swap

以下是使用 Swap 分区创建 Swap 的详细步骤：

步骤 1：创建 Swap 分区

1. 使用分区工具（如 fdisk、parted）创建一个新的分区。

   示例使用 fdisk：

   sudo fdisk /dev/sda
   

   在 fdisk 命令行界面中：

   • 输入 n 创建新分区。
   • 选择分区号（例如 3）。
   • 设置分区的起始和结束扇区，或直接指定大小（如 +4G 创建 4GB 分区）。
   • 输入 t 修改分区类型。
   • 输入分区号（如 3）。
   • 输入 82 设置为 Linux Swap 分区类型。
   • 输入 w 保存并退出。

2. 刷新分区表：

   sudo partprobe
   

步骤 2：格式化 Swap 分区

使用 mkswap 命令格式化新创建的 Swap 分区。

sudo mkswap /dev/sda3

说明：/dev/sda3 是新创建的 Swap 分区，请根据实际情况替换。

步骤 3：启用 Swap 分区

使用 swapon 命令启用 Swap 分区。

sudo swapon /dev/sda3

步骤 4：配置开机自动挂载

将 Swap 分区添加到 /etc/fstab 文件中，以确保系统启动时自动启用。

步骤：

1. 备份 /etc/fstab 文件：

   sudo cp /etc/fstab /etc/fstab.bak
   

2. 获取分区 UUID：

   sudo blkid /dev/sda3
   

   示例输出：

   /dev/sda3: UUID="e8f3a9d3-3c1c-4b3b-9e3d-1d4c5a3c1d4c" TYPE="swap" PARTUUID="12345678-03"
   

3. 编辑 /etc/fstab 文件：

   sudo nano /etc/fstab
   

4. 添加以下一行（使用 UUID 确保设备名称变化不影响挂载）：

   UUID=e8f3a9d3-3c1c-4b3b-9e3d-1d4c5a3c1d4c none swap sw 0 0
   

   注意：将 UUID 替换为实际的 Swap 分区 UUID。

5. 保存并退出：按 Ctrl + O 保存，按 Ctrl + X 退出。

管理 Swap

启用 Swap

启用 Swap 文件或分区：

• Swap 文件：

  sudo swapon /swapfile
  

• Swap 分区：

  sudo swapon /dev/sda3
  

禁用 Swap

禁用 Swap 文件或分区：

• Swap 文件：

  sudo swapoff /swapfile
  

• Swap 分区：

  sudo swapoff /dev/sda3
  

查看当前 Swap 状态

使用 swapon 或 free 命令查看当前 Swap 状态：

• 使用 swapon：

  sudo swapon --show
  

  示例输出：

  NAME      TYPE      SIZE   USED PRIO
  /swapfile file      4G     0B   -2
  /dev/sda3 partition 4G     0B   -3
  

• 使用 free：

  free -h
  

  示例输出：

                total        used        free      shared  buff/cache   available
  Mem:           15G        7.1G        1.2G        229M        7.3G        8.1G
  Swap:          4.0G        0B         4.0G
  

调整 Swappiness 参数

swappiness 参数决定了内核使用 Swap 的倾向性。其值范围为 0 到 100：

• 低值（如 10）：减少 Swap 使用，优先使用物理内存。
• 高值（如 60）：增加 Swap 使用，系统更倾向于使用 Swap。

查看当前 Swappiness 值

cat /proc/sys/vm/swappiness

临时调整 Swappiness 值

sudo sysctl vm.swappiness=10

永久调整 Swappiness 值

1. 编辑 /etc/sysctl.conf 文件：

   sudo nano /etc/sysctl.conf
   

2. 添加以下行：

   vm.swappiness=10
   

3. 保存并退出。

4. 应用更改：

   sudo sysctl -p
   

常见错误排查与解决

错误 1：无法启用 Swap 文件或分区

症状：执行 swapon 命令后出现错误提示，如 swapon: /swapfile: swapon failed: Permission denied。

解决方法：

1. 检查权限：确保 Swap 文件的权限为 600。

   sudo chmod 600 /swapfile
   

2. 检查格式化：确保已正确格式化为 Swap。

   sudo mkswap /swapfile
   

3. 检查文件系统：某些文件系统可能不支持 Swap 文件，如 Btrfs 的子卷（subvolume）。建议在 Ext4 或 XFS 等常见文件系统上创建 Swap 文件。

错误 2：Swap 空间未在开机时挂载

症状：重启系统后，Swap 未自动启用。

解决方法：

1. 检查 /etc/fstab 配置：

   • 确认 /etc/fstab 中的 Swap 条目是否正确。
   • 使用 UUID 或正确的文件路径。

2. 检查 Swap 文件或分区是否存在：

   • 确保 Swap 文件路径未被更改或删除。
   • 确保 Swap 分区未被删除或更改。

3. 重新启用 Swap 并验证 /etc/fstab：

   sudo swapon -a
   sudo free -h
   

错误 3：Swap 使用不当导致性能问题

症状：系统频繁使用 Swap，导致性能下降。

解决方法：

1. 调整 Swappiness 值：

   • 减少 swappiness 值，降低 Swap 使用频率。

     sudo sysctl vm.swappiness=10
     

2. 增加物理内存：

   • 如果 Swap 使用频繁，考虑增加物理内存以缓解压力。

3. 优化应用程序：

   • 检查是否有内存泄漏或不合理的内存使用，优化相关应用程序。

4. 检查 Swap 大小：

   • 确保 Swap 大小合理，根据系统需求调整 Swap 大小。

最佳实践与注意事项

1. 选择合适的 Swap 大小：

   • 一般建议 Swap 大小为物理内存的 1-2 倍，但具体取决于应用需求和系统用途。
   • 对于内存较大的服务器，较小的 Swap 可能更合适。

2. 使用 Swap 文件的优势：

   • 灵活调整大小，无需重新分区。
   • 简单易用，适合大多数用户。

3. 使用 Swap 分区的优势：

   • 略高的性能，适用于高性能需求的场景。
   • 稳定性较高，适用于需要持续使用 Swap 的系统。

4. 定期监控 Swap 使用情况：

   • 使用 free -h、swapon --show 等命令定期检查 Swap 使用情况。
   • 根据需要调整 Swap 大小或 swappiness 参数。

5. 确保数据安全：

   • 在调整分区或 Swap 设置前，备份重要数据。
   • 使用可靠的文件系统和硬件，减少 Swap 文件或分区损坏的风险。

总结

Swap 是 Linux 系统中重要的内存管理机制，通过合理配置 Swap，可以提升系统的稳定性和性能。本文详细介绍了使用 Swap 文件和 Swap 分区创建 Swap 的方法，包括配置开机自动挂载、调整 Swap 参数以及常见错误的排查与解决。根据实际需求选择合适的 Swap 创建方法，并遵循最佳实践，可以有效优化系统性能，确保系统在内存不足时依然能够稳定运行。

温馨提示：在进行任何 Swap 配置操作前，务必备份重要数据，确保操作过程中的安全性和数据完整性。