Um zu verstehen, was Swap-Speicher in Linux ist, werfen wir einen Blick auf das Konzept von RAM und wie das Linux-System reagiert, wenn RAM seine maximale Kapazität erreicht.
Beim Thema Arbeitsspeicher stößt man recht häufig auf Erwähnungen von RAM und Swap Space. In diesem Tutorial besprechen wir RAM und Auslagerungsspeicher, um zu verstehen, warum Auslagerungsspeicher in Linux so wichtig ist.
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Manchmal kann es vorkommen, dass Ihr System während der Arbeit träge wird. Dies geschieht normalerweise, weil der physische Speicher oder RAM mit maximaler Kapazität verwendet wird.
Dies möchten wir vermeiden, da die Nichtverfügbarkeit von RAM-Speicher zu langen E/A-Wartezeiten und einer verringerten Reaktionsfähigkeit des Systems führen kann. Um dem entgegenzuwirken, nutzt das System Auslagerungsspeicher. Es hilft sicherzustellen, dass das System den physischen Speicher Ihres Systems nicht erschöpft.
Wie wird der Arbeitsspeicher verwendet?
RAM oder Random Access Memory ist der wichtigste Teil eines jeden digitalen Geräts. In dieser Hardware werden alle Daten gespeichert, die derzeit von einem Prozessor verwendet werden.
Dieser Speicherplatz kann im Vergleich zu anderen Speicherorten wie einer HDD oder SSD viel schneller vom Prozessor gelesen werden.
Aufgrund seiner flüchtigen Natur speichert der RAM nur die Daten, die gerade verwendet werden. Sobald ein System heruntergefahren wird, verliert es den gesamten darauf gespeicherten Speicher. Daher verwenden wir Speichermedien wie HDD, SSD oder optische Laufwerke, um alle erforderlichen Daten dauerhaft zu speichern.
Aber diese Speichergeräte helfen uns auch in anderen Fällen. Ein solcher Fall ist, wenn der Arbeitsspeicher fast voll ist und nicht alle erforderlichen Daten gleichzeitig speichern kann.
Das bringt uns zum Konzept des Auslagerungsspeichers in Linux.
Auslagerungsspeicher in Linux verstehen
Swap-Speicher in Linux wird verwendet, um einen Datenüberlauf im RAM zu verhindern, falls das System einer hohen Belastung ausgesetzt ist. Dadurch wird verhindert, dass das System aufgrund von Speichermangel nicht mehr reagiert. Es stellt auch sicher, dass Anwendungen oder Prozesse nicht auf „Out-of-Memory“-Fehler stoßen.
Wie funktioniert der Swap-Speicher?
In Bezug auf den Speicher ist eine Seite ein fester Block von Speicherplatz. Die Datenblöcke, die das RAM belegen, tun dies in Form dieser Seiten.
Für den Fall, dass sich der RAM-Speicher seiner Grenze nähert, muss das Betriebssystem Prozesse priorisieren, die diesen Speicher nutzen können. Daher wählt das Betriebssystem die alten Daten oder Prozesse aus, die möglicherweise inaktiv sind, um den Arbeitsspeicher freizugeben.
Diese Daten werden dann in einen vordefinierten Abschnitt des ROM-Speichergeräts auf dem System geschrieben. Dieser Abschnitt ist als „Auslagerungsbereich“ bekannt.
Diese Funktion des Auslagerungsspeichers in Linux ermöglicht es dem Betriebssystem, jederzeit ausreichend freien RAM-Speicher vorzuhalten. Später werden diese Seiten bei Bedarf mit denen im RAM „ausgetauscht“.
Warum ist Swap-Speicher wichtig?
RAM-Speicherplatz ist eine wertvolle Ressource. Es wird für alle Prozesse benötigt. Swap-Speicher in Linux ermöglicht es dem Betriebssystem, verfügbare Ressourcen auszugleichen. Dies wiederum führt zu einem effizienten Arbeiten Ihres Systems.
Der Zugriff auf die im Auslagerungsspeicher von Linux gespeicherten Daten dauert länger als der Zugriff auf die im RAM gespeicherten. Dies verursacht jedoch keine Probleme.
Alle in den Swap-Speicher geschriebenen Daten werden wieder in den Arbeitsspeicher geladen, sobald dieser frei ist oder die Daten für einen laufenden Prozess benötigt werden. Dies macht den Auslagerungsspeicher in Linux zu einer zuverlässigen Ausfallsicherung, um eine Ausnahme wegen unzureichendem Arbeitsspeicher für die laufenden Prozesse auf unserem System zu verhindern.
Hinweis: Beachten Sie unbedingt, dass Auslagerungsspeicher nur für Systeme mit mechanischen Festplattenlaufwerken empfohlen wird.
Bei Systemen, die Solid State Drives verwenden, wurde beobachtet, dass das Erstellen von Swap-Speicherpartitionen langfristig zu einer Verschlechterung der Hardware führt. Dies verringert die Lebensdauer Ihrer SSD und kann zu Speicherausfällen führen.
Wie überprüfe ich die Swap-Speicherzuordnung Ihres Systems?
Bei den meisten Systemen ist es üblich, in den Speichereigenschaften auf einen Begriff zu stoßen, der als „virtueller Speicher“ bekannt ist. Virtueller Speicher ist der Speicherplatz auf dem System, der der Summe aus RAM und Swap-Speicher in Linux entspricht.
Fast alle modernen Linux-Systeme deklarieren standardmäßig eine Swap-Partition, um Speicherüberlaufsituationen zu vermeiden.
Daher kann es für einen Linux-Benutzer wichtig sein, die virtuelle und Swap-Speicherzuweisung auf seinem System zu überprüfen. Dies kann bei der Entscheidung helfen, ob Sie die Swap-Partition gemäß Ihren Anforderungen vergrößern oder verkleinern möchten.
Geben Sie den folgenden Befehl in Ihr Terminal ein, um die gesamte Zuweisung und Auslastung des virtuellen Speichers auf Ihrem System zu überprüfen.
free -h
Wie im obigen Screenshot gezeigt, zeigt Ihnen dies den insgesamt verfügbaren Arbeits- und Auslagerungsspeicher.
Es zeigt Ihnen auch die derzeit verwendete Speichermenge und die Menge an freiem Speicher, die dem System zur Verfügung steht.
Nebenbemerkung: Ich habe für meinen Linux-Server ausdrücklich einen 0 %-Swap deklariert, da es sich um eine Testumgebung handelt und der Swap-Speicherplatz nicht benötigt wird.
Wenn Sie lediglich die Größe der Swap-Partition auf Ihrem System ermitteln möchten, können Sie die Befehlszeile verwenden, um den Inhalt der Swap-Konfigurationsdatei anzuzeigen, die unter /proc/swaps gespeichert ist mit der Katze Befehl:
cat /proc/swaps
Wie bereits erwähnt, habe ich auf meinem System keinen Auslagerungsbereich konfiguriert, aber Sie können diesen Befehl ausführen, um den für Ihr System konfigurierten Auslagerungsbereich anzuzeigen.
Schlussfolgerung
In jedem System sind nur wenige Ressourcen auch nur annähernd so wichtig wie RAM-Speicherplatz. Mit Hilfe des Auslagerungsspeichers können Systeme das Beste aus den verfügbaren Ressourcen herausholen, ohne große Leistungseinbußen hinnehmen zu müssen.
Dieser Mechanismus arbeitet unbemerkt im Hintergrund, um selbst bei stark ausgelasteten Sitzungen ein reibungsloses Erlebnis für die Benutzer zu gewährleisten.
Wir hoffen, dass Sie durch dieses Tutorial ein gutes Verständnis von RAM und dem Konzept des Auslagerungsspeichers in Linux entwickeln konnten.