交换空间 (Swap Space)

总览

交换空间是 Linux 系统中用于扩展物理内存的机制，当内存不足时，部分数据会被写入磁盘的交换空间（交换分区或交换文件），以腾出 RAM 空间。它可以提升系统稳定性，但过度依赖会影响性能。

详细解析

1. 定义与类型

交换分区（Swap Partition）：专门的磁盘分区，用于作为交换空间。
交换文件（Swap File）：在文件系统中创建一个文件作为交换空间，灵活性较高。

2. 作用

扩展内存容量：当物理内存不足时，系统将暂时不活跃的内存数据转移到交换空间，从而释放 RAM 空间供当前任务使用。
提高系统稳定性：当内存不足时，交换空间防止系统崩溃，保证程序运行。
缓解内存压力：系统在内存资源紧张时，交换空间提供额外的缓冲，避免内存溢出。

3. 工作原理

页面交换（Paging）：系统会将不常用的数据（页面）从 RAM 转移到交换空间，释放 RAM 空间给当前活动进程。
回收机制：当 RAM 空闲时，数据会从交换空间移动回内存，提升访问速度。
性能考虑：交换空间虽然增加内存容量，但其速度远低于 RAM，过度依赖会导致系统性能下降。

4. 使用场景

内存不足：当 RAM 使用满时，交换空间自动启动，避免系统崩溃。
休眠模式（Hibernate）：一些系统会将内存的内容写入交换空间，以便恢复时使用。

5. 管理

启用交换文件

创建交换文件：
```
sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=1024
```
参数介绍
- /swapfile：指定交换文件路径。
- if=/dev/zero：从 /dev/zero 读取数据，产生全是零的数据流。
- of=/swapfile：输出到 /swapfile 文件，创建交换文件。
- bs=1M：设置块大小为 1MB。
- count=1024：表示创建 1024 个 1MB 的块，即 1GB 的交换文件。
设置文件权限：
```
sudo chmod 600 /swapfile
```
参数介绍
- 600：设置文件的权限为只允许文件所有者（root）读写，其他用户没有任何权限。
创建交换空间：
```
sudo mkswap /swapfile
```
参数介绍
- /swapfile：指定你要格式化的交换文件路径。
启用交换空间：
```
sudo swapon /swapfile
```
参数介绍
- /swapfile：指定启用的交换文件。

禁用交换空间

sudo swapoff /swapfile

参数介绍

/swapfile：禁用指定路径的交换文件。

开机自动挂载交换空间

为了让系统每次启动时自动挂载交换文件，可以在 /etc/fstab 文件中添加一行：

/swapfile none swap sw 0 0

参数介绍

/swapfile：指定交换文件路径。

none：表示不挂载文件系统。

swap：表示挂载交换空间。

sw：指定交换空间的选项。

0 0：表示不进行文件系统检查。

6. 优化与建议

交换空间大小：通常建议为内存的 1-2 倍，但具体取决于系统使用需求。内存较大时可以适当减少交换空间。
性能影响：传统硬盘交换空间较慢，过度依赖会影响性能。使用 SSD 时可以改善交换空间的速度，但仍不及 RAM。