Solaris性能监控的Swap空间管理

　　随着电子商务如火如荼的开展，网站服务器的性能变得尤其重要。一旦服务器的能力不能满足用户的需要，就会对用户的服务大打折扣，那么就需要对服务器进行升级扩容。但是，有些时候只需对服务器进行一些适当的性能调整，便能够越过性能的瓶颈，大大提高服务器的吞吐能力，从而减少服务器升级的费用。

　　本文介绍了在Solaris平台上Swap(交换)空间的基本概念、实现的原理连同对Swap(交换)空间进行监控的方法和调整的策略。

　　什么是SWAP(交换)空间

　　对于一般的Solaris系统管理员来说，很少会接触Swap(交换)空间，在他们看来Swap区只是磁盘上的一两个分区或是几个Swap(交换)文档，当系统没有足够的物理内存来处理当前进程的时候，就利用Swap(交换)空间作为虚拟内存的临时存储空间，这种说法从技术角度来说是没有错的，但 Solaris在实现Swap时有其很独特的地方。

　　SWAP空间作用

　　众所周知，现代操作系统都实现了“虚拟内存”这一技术，不但在功能上突破了物理内存的限制，使程式能够操纵大于实际物理内存的空间，更重要的是“虚拟内存”是隔离每个进程的安全保护网，使每个进程不受其他程式的干扰。

　　Swap空间的作用可简单描述为：当系统的物理内存不够用的时候，就需要将物理内存中的一部分空间释放出来，以供当前运行的程式使用。那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程式，这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中，等到那些程式要运行时，再从Swap中恢复保存的数据到内存中。这样，系统总是在物理内存不够时，才进行Swap交换。这种现象对于电脑使用者是经常碰到的。

　　有一点要声明的是，并不是任何从物理内存中交换出来的数据都会被放到Swap中(假如这样的话，Swap会不堪重负)，有相当一部分的数据直接交换到文档系统。例如，有的程式会打开一些文档，对文档进行读写(其实每个程式都至少打开一个文档，那就是运行程式本身)，当这些程式的内存空间需要交换出去时，文档部分的数据就没有必要放到Swap空间中了，假如是读文档操作，那么内存数据直接就释放了，无需交换出来，因为下次需要时，直接从文档系统就能恢复; 假如是写文档，只需要将变化的数据保存到文档中，以便恢复。但是那些用malloc(3C)和new函数生成的对象的数据则不同，需要Swap空间，因为他们在文档系统中没有相应的“储备”文档，因此被称为“匿名”(Anonymous)的内存数据，这类数据还包括堆栈中的一些状态和变量数据等，所以说， Swap空间是“匿名”数据的交换空间。

　　Swap的配置对性能的影响

　　太多的Swap空间会浪费磁盘的空间，而太少的Swap空间，系统则会发生错误。

　　假如系统的物理内存用光了，您的系统就会跑得慢，但仍能运行；假如Swap空间用光了，那么系统就会发生错误。例如，Web服务器能根据不同的请求数量衍生出多个服务进程(或线程)，假如Swap空间用完，则服务进程无法进动，通常会出现"application is out of memory"的错误，严重时会造成服务进程的死锁。因此Swap空间的分配是很重要的。

　　通常情况下，Swap空间应大于或等于物理内存的大小，最小不应小于64M，通常Swap空间的大小应是物理内存的2-2.5倍(Solaris 2以上的版本有所变化，见下文)。但根据不同的应用，应有不同的配置：假如是小的桌面系统，只需要较小的Swap空间，而大的服务器系统则视情况不同需要不同大小的Swap空间。特别是数据库服务器和Web服务器会随着访问量的增加，对Swap 空间的需要也会增加，具体配置参见各自服务器产品的说明。

　　另外，Swap分区的数量对性能也有很大的影响。因为Swap交换的操作是磁盘I/O的操作，假如有多个Swap交换区，Swap空间的分配会以轮流的方式操作于任何的Swap，这样会大大均衡I/O的负载，加快Swap交换的速度。假如只有一个交换区，任何的交换操作会使交换区变得很忙，使系统大多数时间位于等待状态，效率很低，用性能监控工具就会发现，此时的CPU并不很忙，而系统却慢，这说明，瓶颈在I/O上，依靠提高CPU的速度是解决不了问题的。

　　性能监控

　　Swap空间的分配固然很重要，而系统在运行时的性能监控却更加有价值，通过性能监控工具能够检查系统的各项性能指标，找到系统性能的瓶颈。本文只介绍一下在Solaris下和Swap相关的一些命令和用途。

　　最常用的是Vmstat命令，在大多数Unix平台下都有此命令，此命令能够查看大多数性能的指标。

　　另外使用swap -s 也能简单的查看当前swap资源的使用情况。例如：

　　＃ swap -s

　　total: 65896k bytes allocated ＋ 56840k reserved = 122736k used, 1069456k available

　　能够方便的看出swap空间的已用和未用资源的大小。应该使Swap保持30%的负载以下，才能确保系统的良好性能。

　　Solaris中Swap的特点

　　虚拟Swap空间

　　本来Swap空间就是为虚拟内存服务的，现在Solaris的Swap空间也成为虚拟，这到底是怎么回事呢？

　　让我们看一个例子就明白了，当在Solaris 2以前版本的Solaris(或其他Unix， 如Linux)上编程时经常会出现一个问题：

　　假设系统当前更有可用的内存空间为30M，而只剩下10M的Swap空间了，这时，假如有一个进程开始运行并企图执行Malloc(15＊1024＊1024)的命令(分配15M空间)，这个进程会因为这个命令而失败。

　　为什么呢？系统不是有30M可用的内存空间吗？原因在于：您的Swap空间不足，系统认为您在分配空间以后，没有能力(空间)在发生页面交换时，将这部分数据保存起来，因此认为您没有资格分配这块空间。这不是太不公平了吧！也许这15M空间根本不用交换，当前系统可是更有30M内存空间的富余啊!

　　更有更不公平的呢?有些大型系统配备了海量的内存，1G或4G，配了这么多内存就是为了避免交换，提高运行速度，可是系统还要为这个系统分配并无需的Swap空间，占用了大量磁盘资源。

　　为了弥补这个缺陷，Sun为Solaris 2 以后的版本设计了虚拟Swap空间。所谓虚拟的Swap空间，概念其实很简单，swap空间再也不是单指硬盘的分区或文档。虚拟Swap空间包含两个部分：部分物理内存和传统上的Swap分区。经过适当的配置，能够使系统需要Swap空间时，先使用内存部分的swap空间，假如内存部分的swap空间不够，再使用磁盘部分的Swap空间。这样，也许您硬盘上的Swap空间很少得到使用了，甚至根本无需Swap分区。

　　Swap空间和TMPFS文档系统的关系

　　您知道吗？虚拟Swap空间和 /tmp目录有相当大的关系。Sun在实现/tmp目录时，充分考虑了应用程式运行的效率。许多应用程式，特别是数据库服务都会频繁使用/tmp目录作为临时数据保存区，而Solaris将/tmp目录下的文档都放在内存中而不是硬盘里，这样会大大提高应用程式的效率。

　　但是/tmp目录的空间是从系统虚拟空间里挤出来的，是虚拟Swap空间的一部分。假如说，您用完了/tmp空间，也就是用完了Swap空间，所以要小心监控系统的/tmp目录的使用情况，千万别用光了，否则系统会瘫痪!下面两点建议作为参考：

　　1.在Mount /tmp目录时，使用(-o Size)选项来控制/tmp目录的大小。

　　2.当使用编译器编译文档时，假如不想占用Swap空间，则用TMPDIR环境变量指向另外一个临时目录，而不是/tmp目录。

　　有关Swap空间操作的系统命令

　　增加Swap空间

　　1.成为终极用户 $su - root

　　2.创建Swap文档 ＃mkfile nnn[klblm] filename

　　如：＃mkfile 100m swapfile1

　　3.激活Swap文档

　　Swap文档必须以绝对路径来指定，filename指的是上一步创建的文档。

　　4.现在新加的Swap文档已起作用了，但系统重新启动以后，并不会记住前几步的操作。因此要在/etc/vfstab文档中记录文档的名字，和Swap类型，如：

　　/path/filename - - Swap - no -

　　5.效验Swap文档是否加上 /usr/sbin/swap -l

　　删除多余的Swap空间

　　1.成为终极用户

　　2.使用swap -d 命令收回swap空间。

　　＃/usr/sbin/swap -d /path/filename

　　3.编辑/etc/ufstab文档，去掉此Swap(交换)文档的实体。

　　4.从文档系统中回收此文档。

　　＃rm swap-filename

　　5.当然，假如此Swap(交换)空间不是个文档，而是个分区，则需创建一个新的文档系统，再挂接到原来的文档系统上。