聊聊虛擬記憶體

大家好，我是良許。

熟悉計算機的小夥伴都知道，我們常說的主機三大件分別是主機板，CPU，記憶體，可見記憶體在計算機主機中的角色也非同一般，喜歡 DIY 主機的小夥伴對這三大件的瞭解更是精益求精。

編寫過程式的小夥伴對於程式的執行過程，也是耳熟能詳了，先從硬碟載入到記憶體，然後 CPU 與記憶體進行資料交換與處理，完成相應的操作（真實執行細節相當複雜），從而實現相應的功能。

但是記憶體的容量非常有限，由於記憶體的造價較高（目前常用的記憶體為雙倍速 SDRAM ），計算機使用者升級記憶體容量也是一筆不小的開支。

那麼良許就和大家來討論下計算機的記憶體如果不夠用了, 虛擬記憶體技術的應用，虛擬記憶體的出現，讓機器記憶體不夠的情況得到部分解決，大家需要注意的是有些資料也將虛擬記憶體稱之為交換記憶體。

1. 討論虛擬記憶體前的熱身

我們需要知道的是計算機對記憶體分為實體記憶體與虛擬記憶體（注意虛擬記憶體和虛擬地址空間的區別）。實體記憶體就是計算機的實際記憶體大小，由 RAM 晶片組成的。虛擬記憶體則是虛擬出來的、使用磁碟代替記憶體。

2. 虛擬記憶體的工作原理

正如前面所描述的，當系統的實體記憶體不夠用的時候，就需要將實體記憶體中的一部分空間釋放出來，以供當前執行的程式使用。

那些被釋放的空間可能來自一些很長時間沒有什麼操作的程式，這些被釋放的空間被臨時儲存到交換空間中，等到那些程式要執行時，再從交換空間中恢復儲存的資料到記憶體中。

3. Linux 虛擬記憶體的實現方式

Linux 系統實現虛擬記憶體有兩種方法，分別是交換分割槽（ swap 分割槽）和交換檔案。

#####　交換分割槽

交換分割槽其實就是新建一個分割槽，然後將該分割槽掛載作為交換空間，方法步驟與傳統的新建分割槽一樣。只不過格式化分割槽和掛載分割槽分別採用 mkswap 和 swapon 命令。

交換檔案

硬碟驅動器中沒有足夠的空間來建立交換分割槽，我們就會手動建立一個交換檔案以將 RAM 的非活動內容交換到其中。

4. 理想的交換權重

Linux 允許我們自行設定交換的權重，也就是說我們可以設定交換過程發生的頻率。小夥伴們可以根據需要在0到100之間設定交換的權重。值越小則代表會讓核心儘量少用交換，值越大會使核心更多的去使用交換空間。

交換權重的預設值和建議值為60，有興趣的小夥伴可以具體去學習 swappiness ，這個 Linux 核心引數,這裡不做過多的描述了。

5.使用虛擬記憶體的好處

• 它可以輕鬆地儲存那些幾乎不使用而又被佔用的 RAM 塊。然後可以將釋放的 RAM 用於容納更多具有更高優先順序的程式。
• 防止 RAM 空間用完，無法執行其他程式的局面。
• 虛擬記憶體充當了 RAM 的備份，從而增大了 RAM 的實際空間。
• 在休眠過程中，RAM 的所有內容均寫入交換空間。因此，成功進行休眠，虛擬記憶體是必需的。
• 它提高了系統的整體效能。（在核心引數 swappiness 設定合理的情況下）

6. 結論

在本文中，我們學習了交換記憶體以及它的許多好處，RAM 空間不足時，它將作為 RAM 的擴充進行使用，避免我們的應用程式因記憶體不足而崩潰。

其實，**Swap **的調整對 Linux 伺服器，特別是 Web 伺服器的效能至關重要。透過調整 Swap，有時可以越過系統效能瓶頸，節省系統升級費用。

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