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    • 背景
    1. Swap 把不常访问的内存先写到磁盘中，
    2. 然后释放这些内存，给其他更需要的进
    3. 程使用。再次访问这些内存时，重新从
    4. 磁盘读入内存
    6. 有新的大块内存分配请求，但是剩余内存不足。
    7. 这个时候系统就需要回收一部分内存（比如前
    8. 面提到的缓存），进而尽可能地满足新内存请求。
    9. 这个过程通常被称为直接内存回收。
    11. 除了直接内存回收，还有一个专门的内核线程
    12. 用来定期回收内存，也就是 kswapd0
    • kswapd0
    1. 为了衡量内存的使用情况，kswapd0 定义了三个内存阈值
    2. （watermark，也称为水位），分别是页最小阈值（pages_min）
    3. 、页低阈值（pages_low）和页高阈值（pages_high）。
    4. 剩余内存，则使用 pages_free 表示。

    内存性能篇-swap的概念 - 图1

    1. kswapd0 定期扫描内存的使用情况，并根据剩余内存落在这三个阈值
    2. 的空间位置，进行内存的回收操作。
    4. 剩余内存小于页最小阈值，说明进程可用内存都耗尽了，只有内核才可
    5. 以分配内存。
    7. 剩余内存落在页最小阈值和页低阈值中间，说明内存压力比较
    8. 大，剩余内存不多了。这时 kswapd0 会执行内存回收，直到剩
    9. 余内存大于高阈值为止。
    11. 剩余内存落在页低阈值和页高阈值中间，说明内存有一定压力，但还可以满
    12. 足新内存请求。
    14. 剩余内存大于页高阈值，说明剩余内存比较多，没有内存压力
    18. 这个页低阈值，其实可以通过内核选项 /proc/sys/vm/min_free_kbytes 来间
    19. 接设置。min_free_kbytes 设置了页最小阈值，而其他两个阈值，都是根据页
    20. 最小阈值计算生成的，计算方法如下:
    21. pages_low = pages_min*5/4
    22. pages_high = pages_min*3/2
    • 为什么剩余内存很多但是 swap 却在升高
    1. 处理器的 NUMA （Non-Uniform Memory Access）架构导致的
    2. 在 NUMA 架构下，多个处理器被划分到不同 Node 上，且每个
    3.  Node 都拥有自己的本地内存空间。而同一个 Node 内部的
    4. 内存空间，实际上又可以进一步分为不同的内存域（Zone），
    5. 比如直接内存访问区（DMA）、普通内存区（NORMAL）、伪内
    6. 存区（MOVABLE）等，如下图所示

    内存性能篇-swap的概念 - 图2

    1. 然 NUMA 架构下的每个 Node 都有自己的本地内存空间，那么，在分析
    2. 内存的使用时，我们也应该针对每个 Node 单独分析。你可以通过 
    3. numactl 命令，来查看处理器在 Node 的分布情况，以及每个 Node 的
    4. 内存使用情况。比如，下面就是一个 numactl 输出的示例
    5. # 需要安装apt install numactl
    6. root@ubuntu:~# numactl --hardware
    7. available: 1 nodes (0)
    8. node 0 cpus: 0 1 2 3
    9. node 0 size: 7953 MB
    10. node 0 free: 5699 MB
    11. node distances:
    12. node   0 
    13.   0:  10 
    15. 我的系统中只有一个 Node，也就是 Node 0 ，而且编号为 0 、 1、2、3 的四个 CPU， 
    16. 都位于 Node 0 上。另外，Node 0 的内存大小为 7953 MB，剩余内存为 4416 MB
    • 内存阈值查看
    1. root@ubuntu:~# cat /proc/zoneinfo 
    2. Node 0, zone      DMA
    3.   per-node stats
    4.       nr_inactive_anon 2668
    5.       nr_active_anon 232344
    6.       nr_inactive_file 99975
    7.       nr_active_file 97279
    8.       nr_unevictable 4
    9.       nr_slab_reclaimable 14518
    10.       nr_slab_unreclaimable 17376
    11.       nr_isolated_anon 0
    12.       nr_isolated_file 0
    13.       workingset_refault 0
    14.       workingset_activate 0
    15.       workingset_nodereclaim 0
    16.       nr_anon_pages 232008
    17.       nr_mapped    64949
    18.       nr_file_pages 200270
    19.       nr_dirty     52
    20.       nr_writeback 0
    21.       nr_writeback_temp 0
    22.       nr_shmem     3017
    23.       nr_shmem_hugepages 0
    24.       nr_shmem_pmdmapped 0
    25.       nr_anon_transparent_hugepages 0
    26.       nr_unstable  0
    27.       nr_vmscan_write 0
    28.       nr_vmscan_immediate_reclaim 0
    29.       nr_dirtied   35872
    30.       nr_written   29016
    31.   pages free     3968
    32.         min      33
    33.         low      41
    34.         high     49
    35.         spanned  4095
    36.         present  3997
    37.         managed  3976
    38.         protection: (0, 2911, 7878, 7878, 7878)
    39.       nr_free_pages 3968
    40.       nr_zone_inactive_anon 0
    41.       nr_zone_active_anon 0
    42.       nr_zone_inactive_file 0
    43.       nr_zone_active_file 0
    44.       nr_zone_unevictable 0
    45.       nr_zone_write_pending 0
    46.       nr_mlock     0
    50. 上面参数单位是多杀？
    53. pages 处的 min、low、high，就是上面提到的三个内存阈值，
    54. 而 free 是剩余内存页数，它跟后面的 nr_free_pages 相同。
    55. nr_zone_active_anon 和 nr_zone_inactive_anon，分别是活
    56. 跃和非活跃的匿名页数。nr_zone_active_file 和 nr_zone_inactive_file，
    57. 分别是活跃和非活跃的文件页数。从这个输出结果可以发现，剩
    58. 余内存远大于页高阈值，所以此时的 kswapd0 不会回收内存

    Node 扩充内存的方法

    1. 某个 Node 内存不足时，系统可以从其他 Node 寻找空闲内存，
    2. 也可以从本地内存中回收内存。具体选哪种模式，你可以通过
    3.  /proc/sys/vm/zone_reclaim_mode 来调整。
    5. 它支持以下几个选项：默认的 0 ，也就是刚刚提到的模式，
    6. 表示既可以从其他 Node 寻找空闲内存，也可以从本地回收内存。
    8. 1、2、4 都表示只回收本地内存，2 表示可以回写脏数据回收
    9. 内存，4 表示可以用 Swap 方式回收内存。
    11. 查看命令：
    12. root@ubuntu:~# cat /proc/sys/vm/zone_reclaim_mode 
    13. 0

    swappiness 权重配置

    1. 内存回收的机制了。这些回收的内存既包括了文件页，
    2. 又包括了匿名页。
    4. 对文件页的回收，当然就是直接回
    5. 收缓存，或者把脏页写回磁盘后再回收。
    7. 而对匿名页的回收，其实就是通过 Swap 机制，
    8. 把它们写入磁盘后再释放内存。
    10. 既然有两种不同的内存回收机制，
    11. 那么在实际回收内存时，到底该先回收哪一种呢？
    12. 其实，Linux 提供了一个  /proc/sys/vm/swappiness 选
    13. 项，用来调整使用 Swap 的积极程度。swappiness 的范
    14. 围是 0-100，数值越大，越积极使用 Swap，也就是更倾
    15. 向于回收匿名页；数值越小，越消极使用 Swap，也就是
    16. 更倾向于回收文件页。虽然 swappiness 的范围是 0-100，
    17. 不过要注意，这并不是内存的百分比，而是调整 Swap 积极
    18. 程度的权重，即使你把它设置成 0，当剩余内存 + 文件页小
    19. 于页高阈值时，还是会发生 Swap。
    • 总结
    1. 在内存资源紧张时，Linux 通过直接内存回收和定期扫描
    2. 的方式，来释放文件页和匿名页，以便把内存分配给更需
    3. 要的进程使用。
    5. 文件页的回收比较容易理解，直接清空，或者把脏数据写
    6. 回磁盘后再释放。
    8. 而对匿名页的回收，需要通过 Swap 换出到磁盘中，下次访
    9. 问时，再从磁盘换入到内存中。