文章为交换空间（swap）辩护，指出其在系统内存管理中的重要性。交换空间并非仅用于应急内存，而是为了更公平高效地回收内存。禁用交换空间并不能避免磁盘I/O问题，反而可能导致更高内存争用。内核4.0版本后，交换机制有所改进，尤其在SSD上，交换匿名页和回收文件页的性能差异已不明显。

标题：为Swap辩护：常见误解

主要内容：

本文旨在澄清关于Linux系统中Swap的常见误解，并解释其在现代系统中的重要性。以下是文章的核心观点：

1. Swap的重要性：Swap是系统正常运行的重要组成部分，尤其是在内存管理方面。没有Swap，合理的内存管理将变得更加困难。

2. Swap的真正作用：Swap的主要作用并非作为“紧急内存”，而是为了在内存回收时实现公平和高效。将其视为“紧急内存”实际上是有害的。

3. 禁用Swap的后果：禁用Swap并不能避免在内存争用情况下的磁盘I/O问题，反而会将磁盘I/O的负担从匿名页面转移到文件页面，可能导致系统效率降低，甚至加剧内存争用。

4. Swap在SSD和HDD上的表现：在SSD上，Swap的性能与文件页面回收相当；而在HDD上，由于随机读取的延迟，Swap的性能较差，因此在这些设备上降低vm.swappiness设置是合理的。

5. Swap与OOM Killer的关系：禁用Swap并不能避免在接近内存耗尽时的异常行为，尽管Swap可能会延长这一过程。无论是否启用Swap，OOM Killer的触发结果都是相同的：系统进入不可预测的状态。

6. 优化Swap行为：通过使用cgroup v2中的memory.low等工具，可以在内存压力下优化Swap行为，避免内存抖动。

背景与细节：

• 内存类型：Linux系统中的内存分为多种类型，如文件页面（用于缓存文件数据）和匿名页面（用于程序的内存分配）。理解这些内存类型的特性是理解Swap重要性的关键。

• 内存回收：内存回收是指系统在不丢失数据的情况下，将某些页面从物理内存中清除。对于匿名页面，由于没有后备存储，回收会导致数据丢失，而Swap则为这些页面提供了一个后备存储，使得它们可以被回收。

• Swap的真正目的：Swap的主要目的是实现内存回收的公平性，而不是作为“紧急内存”。它使得匿名页面和文件页面在内存回收时具有同等的机会，从而提高内存的使用效率。

Swap的使用场景：

• 低内存争用：在有Swap的情况下，系统可以交换出很少使用的匿名页面，从而优化缓存命中率；而在没有Swap的情况下，这些页面将占用内存，可能导致性能下降。

• 高内存争用：在有Swap的情况下，所有类型的内存都有被回收的机会，减少了内存抖动的风险；而在没有Swap的情况下，匿名页面无法被回收，增加了内存抖动的可能性。

• 内存使用峰值：在有Swap的情况下，系统对临时内存峰值更具弹性，但在严重内存不足时，OOM Killer的触发可能会延迟；而在没有Swap的情况下，OOM Killer会更快触发，但系统可能已经处于不健康状态。

Swap的调优：

• Swap大小：在4.0以上内核中，较大的Swap空间通常更有利于系统性能。建议根据系统的工作负载进行测试，确定合适的Swap大小。

• Swappiness设置：vm.swappiness参数用于调整内存回收的优先级，较低的设置偏向于回收文件页面，较高的设置则偏向于回收匿名页面。在SSD上，设置为100（完全平等）可能效果较好；而在HDD上，建议设置为较低的值。

结论：

Swap是一个有用的工具，能够实现内存回收的公平性，但其作用常被误解。正确使用Swap可以提高系统性能，而禁用Swap并不能避免内存争用带来的问题。通过合理调优Swap，可以有效管理内存压力，避免系统进入不可预测的状态。

评论内容总结：

1. 关于swap的实用性：

   • 支持swap的观点认为，swap在处理内存泄漏或长时间不使用的内存页时非常有用，尤其是在内存压力较大的情况下。例如，vbezhenar提到：“我总是在每台Linux电脑上创建1.5倍到4倍RAM大小的swap，从未遇到任何问题。” (I've always created swap of 1.5x - 4x RAM size on every Linux computer I've had to manage and never had any issues with it.)
   • 反对swap的观点则认为，swap会延长系统在内存不足时的病理行为，导致系统响应变慢。kijin指出：“swap的存在可能会延长内存不足时的病理行为，尽早让程序崩溃反而能更快恢复系统。” (The duration of pathological behavior at near-OOM is proportional to the amount of swap you have. The sooner your program is killed, the sooner your monitoring system can detect it.)

2. 关于OOM Killer的效果：

   • 一些评论者认为，OOM Killer在实际操作中并不总是有效，无论是否启用swap，系统在内存不足时都会进入不可预测的状态。01HNNWZ0MV43FF表示：“我从未见过OOM Killer在有或没有swap的情况下真正发挥作用。” (I've never seen the OOM do its dang job with or without swap.)
   • 另一些评论者则认为，尽早触发OOM Killer可以减少系统在内存不足时的痛苦。Panzerschrek提到：“在没有swap的情况下，OOM Killer杀死内存占用最多的程序后，其他程序可以继续正常运行。” (When main system memory is almost fully consumed, OOM killer kills the most memory hungry program and all other programs just continue working as before.)

3. 关于swap的历史和现代应用：

   • 一些评论者指出，swap的使用策略随着时间发生了变化，从早期的“两倍内存大小”到现代的“根据经验调整”。ggm提到：“旧模型是swap与内存大小相同，新模型是根据经验调整swap大小。” (Ancient model: twice as much swap as memory. Old model: same amount of swap as memory. New model: amount of swap your experience tells you this job mix demands.)
   • 另一些评论者则认为，现代系统应该减少对swap的依赖，尤其是在内存充足的情况下。Panzerschrek认为：“swap是旧时代的遗留物，现代系统应该重新设计以在没有swap的情况下运行。” (Overall reliance on swap is noways just a legacy of old times when main memory was scarce.)

4. 关于swap的替代方案：

   • 一些评论者提到内存压缩（如zram/zswap）作为swap的替代方案，认为它在性能上更优。fpoling指出：“文章没有提到内存压缩作为swap的替代方案，现代SSD的速度甚至超过了内存压缩。” (The article has not mentioned memory compression as an alternative to swap which many Linux distributions enable by default.)
   • 另一些评论者则认为，swap在某些特定场景下仍然有其价值，尤其是在处理大规模数据时。jitl分享了一个使用swap处理大规模数据的案例：“我们使用swap来处理4TB的数据计算，虽然速度较慢，但成本大幅降低。” (Using NVMe as “discount RAM” reduces the United States dollar cost of the system by 97% compared to RAM-only.)

总结：评论中对swap的实用性、OOM Killer的效果、swap的历史和现代应用以及swap的替代方案存在不同观点。支持者认为swap在处理内存压力和大规模数据时有其价值，而反对者则认为swap会延长系统在内存不足时的痛苦，现代系统应减少对swap的依赖。