Linux 交换空间：从 swap 文件创建到 swappiness 调优

什么是交换空间（swap）

内存（RAM）是服务器最贵的资源之一，一旦耗尽，Linux 会触发 OOM Killer 随机挑选进程杀掉，数据库、Web 服务这些核心进程往往就是受害者。swap（交换空间） 就是为此准备的「兜底仓库」：当物理内存不足时，内核会把暂时不活跃的内存页面换出（swap out）到磁盘上的交换空间，腾出内存给活跃进程；等需要时再换回（swap in）。

注意：swap 是磁盘，速度远慢于内存。它只能缓解内存不足、避免直接宕机，不能替代物理内存——如果长期处于高频换入换出（swap 抖动），正确的做法是加内存条或给应用限流。

swap 有两种形态：

现代 Linux 发行版里两者都很常见。云服务器上swap 文件更灵活：不用重新分区，用 fallocate 建一个文件就能用。Ubuntu 还常用 zram（内存压缩交换）来提升内存利用率，后面会看到。

查看当前的交换空间状态

动手前先摸清现状。三件套命令：

# 1. 内存与交换的整体用量
free -h

# 2. 当前启用的所有交换设备/文件
swapon --show

# 3. 系统使用交换的积极程度（0~100，默认 60）
cat /proc/sys/vm/swappiness

在演示服务器上实际执行，结果如下图：

图中可以看到这台 Ubuntu 24.04 的典型情况：

• free -h：物理内存 1.8Gi，而 Swap 显示 3.0Gi——说明系统已经在用交换空间；
• swapon --show：真正在用的交换来源有两个——/tmp/opencode/swapfile（2G 的 swap 文件）和 /dev/zram1（1024M 的 zram 内存压缩交换）；
• swappiness 为默认值 60。

swapon --show 是查看交换设备的标准命令（老用法 swapon -s 输出的 Filename/Type/Size/Used/Priority 信息一致）。Type 一列能直接分辨出 file（文件）还是 partition（分区/块设备），排查时很有用。

创建一个 swap 文件

没有现成 swap，或者想扩充，最稳妥的方式就是加一个 swap 文件。完整流程分四步：

# 1. 预分配 512M 空间（fallocate 比 dd 快得多，且稀疏文件更省磁盘）
fallocate -l 512M /swapfile

# 2. 收紧权限——swap 文件里可能残留敏感数据，只允许 root 读写
chmod 600 /swapfile

# 3. 初始化为交换空间
mkswap /swapfile

# 4. 立即启用
swapon /swapfile

把这四步串起来执行一遍，并验证结果：

看执行输出：

• mkswap 输出 Setting up swapspace version 1, size = 512 MiB，并打印了一个 UUID（每次执行 UUID 都不同，这是随机生成的，用来在 /etc/fstab 里唯一定位）；
• swapon --show 里多了一行 /swapfile file 512M——新 swap 已生效；
• free -h 的 Swap 总量从 3.0Gi 涨到了 3.5Gi（2G 原文件 + 1G zram + 512M 新文件）。

想扩容已有的 swap 文件时，需要先 swapoff 再重建：删除 → 用更大的 fallocate 重新创建 → mkswap → swapon。swap 文件不支持原地 resize。

为什么先 chmod 600

swap 文件里可能存有密码、密钥等内存中未被及时清理的数据，权限必须收紧为仅 root 可读写。mkswap 检测到权限过宽时也会警告 insecure permissions。这一步不能省。

开机自动挂载：写入 /etc/fstab

swapon 只对当前运行生效，重启后就丢了。要让 swap 文件开机自动启用，需要写入 /etc/fstab：

echo '/swapfile none swap sw 0 0' >> /etc/fstab

fstab 的列含义依次是：设备/UUID → 挂载点 → 文件系统类型 → 挂载选项 → dump 备份标志 → fsck 检查顺序。对 swap 行来说，挂载点写 none、类型写 swap、选项 sw、后面两个 0 即可。

更稳妥的写法是用 UUID 定位：mkswap 输出的 UUID 也可以用在 fstab 里，例如
UUID=659f8d70-1c95-4bab-bfa1-22ed9b060d27 none swap sw 0 0。
相比路径，UUID 在磁盘设备号变化时（比如换了硬盘）不会失效。

写入后顺手验证两件事：确认 fstab 内容无误，同时把 swappiness 调成更适合服务器的值：

cat /etc/fstab
sysctl vm.swappiness=10
cat /proc/sys/vm/swappiness

图中 fstab 已经包含新增的 /swapfile none swap sw 0 0 一行，vm.swappiness 也被临时调整为 10。

调整 swappiness：平衡内存与磁盘

swappiness 取值范围 0~100，含义是内核倾向于把内存页换出到 swap 的积极程度：

临时调整（重启失效）：

sysctl vm.swappiness=10

永久调整（写入 /etc/sysctl.d/，比直接改 /etc/sysctl.conf 更规范）：

echo 'vm.swappiness=10' > /etc/sysctl.d/99-swappiness.conf
sysctl -p /etc/sysctl.d/99-swappiness.conf

数据库、缓存类服务建议调低（如 10），避免磁盘频繁写入拖慢性能；而本身大量空闲的机器用默认值即可。

关闭与移除 swap

想移除一个 swap 文件，顺序与创建相反：

# 1. 关闭该 swap（数据会迁回内存，需要内存足够）
swapoff /swapfile

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

# 3. 删除文件
rm -f /swapfile

# 4. 验证
swapon --show
free -h

sed 里用 # 作定界符是因为路径里有 /，避免转义麻烦。注意操作前确认内存余量足够容纳被换出的数据，否则会 OOM。

常见问题排查

1. fallocate 报错 "fallocate failed: Operation not supported"

某些文件系统（早期 ext3、部分网络文件系统）不支持 fallocate 的预分配。退回 dd 方案：

dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=512

2. swap 文件权限警告 "insecure permissions"

mkswap 会在权限过宽时拒绝或警告。执行 chmod 600 /swapfile 后重新 mkswap 即可。

3. 频繁 swap 抖动（thrashing）

swapon --show 看 USED 持续接近满、free -h 里 Swap 的 used 持续高位，说明内存真的不够用了。调低 swappiness 只能缓解，根本解法是加内存或限制应用占用（如调小 JVM 堆、MySQL buffer pool）。

4. zram 与 swap 文件并存

Ubuntu 的 zram 也计入 swap，swapon --show 里会看到 partition 类型条目。zram 其实是压缩内存，速度比磁盘 swap 快很多，一般优先级更高（图中 zram1 的 PRIO 100 高于 swapfile 的 -2），系统会优先换出到 zram。两者共存是正常配置，无需处理。

5. 想给某个分区单独指定 swap

swap 分区与文件用法一致，只是把路径换成 /dev/sdXn：

mkswap /dev/sdb1
swapon /dev/sdb1

参考资料

• Ubuntu 官方文档：SwapFaq
• ArchWiki：Swap 条目
• Linux 内核文档：vm.swappiness 参数说明