# Swap - когда RAM кончается

_Процессы и ресурсы · LinuxLab Knowledge Base_

**TL;DR:** Swap - место на диске, куда ядро вытесняет редко используемые страницы памяти,
когда RAM нужнее. Раздел или файл. Управляется `vm.swappiness` (0-100).


## Что это

Когда RAM кончается, у ядра есть выбор:
1. Выкинуть **clean** страницы page cache (можно перечитать с диска)
2. **Записать** грязные anonymous-страницы (heap процесса) на диск
   и освободить RAM - это **swap-out**
3. Если ни то ни другое не дало места → [oom-killer](/kb/oom-killer.md)

Swap не делает систему быстрее. Он делает её **возможной** в условиях
«RAM кончилась, но работа должна продолжаться».

## Swap partition vs swap file

Раньше - отдельный раздел. Сейчас на современных дистро - обычно файл:

```bash
# Создать swap-файл 4 GB
sudo fallocate -l 4G /swapfile
sudo chmod 600 /swapfile                # права обязательно жёсткие
sudo mkswap /swapfile
sudo swapon /swapfile

# Постоянно - в /etc/fstab
echo '/swapfile none swap sw 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab
```

Раздел:

```bash
sudo mkswap /dev/sdb2
sudo swapon /dev/sdb2
# fstab: UUID=... none swap sw 0 0
```

## Просмотр

```bash
swapon                                  # активные swap-устройства/файлы
cat /proc/swaps                         # то же из ядра
free -h                                  # колонки used/free/total для swap
vmstat 1                                # si/so = swap-in/out в KB/s
cat /proc/meminfo | grep -i swap
```

Формат `swapon`:

```
NAME       TYPE       SIZE  USED  PRIO
/swapfile  file       4G    300M  -2
/dev/sdb2  partition  8G    1.2G  -3
```

PRIO - приоритет; чем выше число, тем раньше используется. Несколько
swap'ов с одинаковым PRIO работают как RAID-0.

## vm.swappiness

```bash
cat /proc/sys/vm/swappiness     # default 60 (на ноуте) или 30 (на сервере)
```

- **0** - почти не свопить anonymous-страницы; жди пока кончится
- **60** - баланс (default desktop)
- **100** - свопь агрессивно

На прод-серверах БД часто ставят **1-10** - чтобы heap БД не уходил в swap
(БД своим bufferpool управляет лучше ядра).

```bash
echo 'vm.swappiness = 10' | sudo tee /etc/sysctl.d/99-swappiness.conf
sudo sysctl --system
```

## Когда swap полезен

- **Burst-память при импорте** - раз в неделю прилетает 10GB job, RAM 8GB,
  но job медленный и редкий → пусть свопится
- **Hibernate (suspend-to-disk)** - нужен swap >= размер RAM
- **Безопасность от OOM-kill** - лучше медленно, чем убить критичный процесс
- **Виртуалки** - гость сам не знает что ему дают; swap страховка

## Когда swap ВРЕДЕН

- **Latency-sensitive сервисы** - подкачка страницы стоит миллисекунды,
  SLA рушится. Лучше OOM-kill и redeploy.
- **БД** - управляются bufferpool'ом, ядро не знает что важно
- **Контейнерные ноды k8s** - k8s рассчитывает на «нет swap'а»;
  с swap'ом метрики и QoS ломаются. До k8s 1.22 swap **обязательно отключать**.

## Thrashing

Если процесс активно использует больше памяти чем RAM, ядро бесконечно
свопит туда-обратно. Признаки:

- `vmstat 1` - `si`/`so` высокие (десятки тысяч KB/s)
- `top` - процессы в state `D`, [load-average](/kb/load-average.md) зашкаливает
- `iowait` 90%+
- Система фактически не отвечает

Лечение: убить процесс, отключить swap, поставить лимит [cgroups](/kb/cgroups.md),
или добавить RAM.

## Отключение

```bash
sudo swapoff -a                          # все swap'ы
sudo swapoff /swapfile                    # конкретный
sudo rm /swapfile                         # если файл, удалить
# И убрать строку из /etc/fstab
```

`swapoff` может занять минуты - нужно сначала вернуть всё в RAM.

## zram - swap в сжатой памяти

Альтернатива: вместо swap'а на диск - **сжатый блок RAM**. Меньше
IOPS на диск, быстрее, но занимает RAM:

```bash
sudo modprobe zram
echo lz4 | sudo tee /sys/block/zram0/comp_algorithm
echo 2G | sudo tee /sys/block/zram0/disksize
sudo mkswap /dev/zram0
sudo swapon -p 100 /dev/zram0           # высокий приоритет - используется первым
```

Default на Fedora, ChromeOS, многих embedded дистро.


## Команды

```bash
swapon
```
Активные swap-устройства с размером и приоритетом

```bash
free -h
```
RAM + swap usage - быстрая проверка

```bash
vmstat 1 5
```
5 секунд паттерна si/so - реально ли свопит сейчас

```bash
sudo sysctl -w vm.swappiness=10
```
Снизить агрессивность swap'а - типично для серверов с БД

```bash
sudo swapoff -a && sudo swapon -a
```
Полная очистка swap'а - заставляет ядро вернуть всё в RAM


## См. также

- [Virtual memory - виртуальные адреса, page tables](/kb/virtual-memory.md)
- [OOM killer](/kb/oom-killer.md)
- [Page cache - диск в памяти](/kb/page-cache.md)