用Ubuntu已經將近1年了，最近重裝了16.04之後，每天到下午5點左右，都會發現Swap交換空間有幾百兆的寫入，系統內存8G，硬盤是SSD，i5處理器，配置中檔，也沒有啟動什麼大型軟件，就是用IDEA做開發。

Linux將隨機存儲RAM稱為內存頁。交換技術就是將一頁內存復制到預先設定的硬盤上的交換空間，來釋放該頁占用內存。物理內存和交換空間的和就是可提供的虛擬內存的總量。
有兩個原因證明交換技術是很重要的。首先，系統需要的內存量比物理內存更大時，系統內核可以把較少使用的內存頁寫到交換空間，把空閒出來的內存給當前的應用程序（進程）使用。其次，一個應用啟動時使用的內存頁，可能只是在初始化時使用，之後不會再用，操作系統就可以把這部分內存頁寫入交換空間，把空閒出來的內存給其他應用使用或作為磁盤高速緩存。
但是，交換技術也有負面作用。相對於內存，硬盤讀寫速度慢。內存的讀寫速度可以使用納秒衡量，但是硬盤的速度只能達到毫秒級，訪問硬盤的速度比訪問內存的速度慢成千上萬倍。發生的交換越多，系統運行越慢。有時候會有過度的交換或內存頁頻繁的寫入寫出的抖動發生，因為系統既要保證應用正常運行，又要尋找空閒的內存。這種情況下，只能通過增加RAM來解決。
Linux有兩種形式的交換空間：交換分區和交換文件。交換分區就是一個獨立的硬盤，沒有文件或內容。交換文件是文件系統中的一個特殊文件，獨立於系統和數據文件之外。
可以使用swapon -s命令查看swap空間，輸出如下：

Filename  Type       Size       Used Priority
/dev/sda5 partition  859436  0       -1

每一行列出的都是系統正在使用的交換空間。這裡的’Type’字段表明該交換空間是一個分區而不是文件，通過’Filename’可以知道交換分區是磁盤sda5。’Size’字段磁盤大小，單位是KB，’Used’字段是表示有多少交換空間被使用。’Priority’字段表示Linux系統的交換空間使用優先級。有一個重要的特性，如果在Linux系統中掛載兩個（或更多）具有相同優先級的交換空間（最好是兩個不同的設備），Linux將交替使用，可以提升交換性能。

交換分區

要為系統添加一個額外的交換分區，首先你需要准備一個。第一步是確保分區標記為交換分區，第二步是將格式設置為swap文件系統。將分區標記為swap分區，以root權限運行：

fdisk -l /dev/hdb

將’/dev/hdb’替換為你的交換分區的磁盤。輸出類似於：

Device Boot    Start      End           Blocks  Id      System
/dev/hdb1       2328    2434    859446  82      Linux swap / Solaris

如果分區沒有標記為swap分區，你需要使用命令fdisk及參數t來聲明。操作分區時要小心，你絕對不想刪除重要的分區或把系統分區的標識改錯。交換分區上的數據會丟失，所以每次改動都需要多次確認。還需要注意的是，Solaris使用相同的ID作為Linux交換空間，所以需要小心不要殺掉Solaris分區。
如果分區已經標記為swap分區，就需要通過root權限運行mkswap命令：

mkswap /dev/hdb1

如果運行沒有錯誤，你的交換空間就開始使用。立即激活：

swapon /dev/hdb1

可以通過swapon -s來確認是否運行。為了在系統啟動時自動掛載swap空間，需要在’/etc/fstab’文件中添加一些列的配置，swap空間是特殊的文件系統，許多參數不可用。比如：

/dev/hdb1       none    swap    sw      0       0

檢查你的交換空間是無需重新啟動，你可以運行swapoff -a命令，然後運行swapon -a，在通過swapon -s檢查。

交換文件

和交換分區類似，Linux也支持使用交換文件，你可以創建、准備，以交換分區的方式掛載。交換文件的好處是，你不需要找一個空的分區或添加額外的交換分區磁盤。
使用dd命令創建一個空文件。創建一個1G的文件，比如：

dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1024 count=1048576

‘/swapfile’是交換文件的名字，’count’的1048576是文件大小，單位KB。
准備交換文件使用mkswap命令，類似於准備分區，不過這次是使用同一個交換文件：

mkswap /swapfile

同樣的，掛載交換文件使用swapon命令：

swapon /swapfile

在’/etc/fstab’中輸入下面的內容：

/swapfile       none    swap    sw      0       0

交換空間的大小

如果你有很大的內存，有可能沒有交換空間，系統也能運行良好。但是如果物理內存耗光，系統就會崩潰，因為它沒有其他緩解方式，所以最好還是提供一個交換空間，更何況磁盤比內存便宜很多。
關鍵的問題是內存空間多大？老版的類UNIX操作系統要求交換空間是物理內存的兩到三倍。現在的擴展版（比如Linux）不需要這麼多，但是如果你配置這些，他們也會使用。重要的原則如下：

Linux 2.6內核中增加一個新的內核參數’swappiness’，管理員可以通過該參數修改Linux交換方式。參數值從0到100.從本質上說，值越大，將引起越多內存頁發生交換；值越小，就有越多的應用駐留在內存中，而交換空間是空閒的。內核維護者Andrew Morton說過，他在他的台式機中設置swappiness值是100，說：“我的觀點是，通過內核參數降低交換是錯誤的。你不需要幾百兆的無用應用占用內存。把它放在磁盤上，把內存留給有用的東西。”
Morton的想法有一個漏洞，如果內存交換太快，應用響應就會下降，因為當應用窗口被點擊時，應用正在從交換空間讀入內存，就會感覺運行很慢。
默認的’swappiness’值是60。你可以使用root命令調整參數（作用到重啟）:

echo 50 > /proc/sys/vm/swappiness

如果你需要使參數永久有效，就需要修改’/etc/sysctl.conf’中的’vm.swappiness’參數。

結論

管理交換空間是系統管理的一個重要方面。有了良好的規劃和合理的使用交換技術可以有很多好處。不要害怕實驗，並且經常監控你的系統，以確保你得到你需要的結果。

寫在最後

就目前來說，內存和SSD都開始降價，基本上很輕松就能把機器攢到8G(RAM)+120G(SSD)，這樣的話，就個人用戶的桌面系統而言，交換空間的作用被大大削弱，但是正如上面說的，如果沒有交換空間，內存耗光的時候，機器就掛了。因為SSD不建議分多個分區，所以使用swap file的方式比較好，而且還可以多建幾個swap file文件，提升交換性能。