一、交换分区：swap
目前几乎所有的操作系统都是多任务多用户的，且使用了MMU完成了内存保护，以使得多进程得以完成。如此一来，每个进程都有自己的线性地址空间，其中的数据会被映射到物理地址空间中。
第一个进程使用第一个线性地址空间，第二个进程使用第二个线性地址空间，依此类推，而这些进程真正使用的内存会被放置到物理内存中。而物理内存被划分为单个的页框（可以存储页面数据的单元），于是第一个进程可能使用的是物理内存中的第三个页框，第二个进程使用的可能是第一个页框，第一个进程又开启了一块数据，使用的是第三个页框，因此这些进程使用的页框在真正的物理内存中很可能是离散的。
wKioL1PJK16BB7o-AABcoLvowZA859.jpg
如果整个物理内存一共只有1G，使用的是32位的系统（32位系统的最高巡址空间为4G），那么每一个进程都会误认为自己有4G的内存空间，这样就会导致物理内存不足，一旦使用的内存超出了实际物理内存，就会导致系统无法运行，此时就需要引入虚拟内存的机制。
虚拟内存并不是真正的内存，它是在硬盘上划分出一块区域，将其格式化成物理内存相同的格式（其中的文件系统不再是文件和索引了，取而代之的是页框）以备后续使用。一旦发生了物理内存不足的情况（物理内存还没有用完，但已经接近总大小了），就可以将物理内存页框中的数据移动到虚拟内存上。而物理内存空间被重新释放后，又可以将虚拟内存页框中的数据移动回去。重新移动回去的数据可能已经不在原来的页框中了，这时只需将线性地址空间重新指向页框位置即可。这个过程就好像是在交换数据一样，故这一区域被称为交换分区（swap）。当然交换分区只是权宜之计，因为硬盘的数据处理能力远远低于内存。
Windows系统中交换分区（虚拟内存）直接放在系统磁盘上，且是自动管理的，但Linux则不同，它必须使用独立的分区（独立的文件系统）作为交换分区（swap）。在不同的情况下，交换分区的大小的设定机制是不同的：
1. 批处理类的服务器（科学计算类的服务器）：交换分区尽可能大，比如为物理内存的2倍或4倍；
2. 应用程序类的服务器（提供web服务/数据库服务器）：对性能要求较高，故交换分区尽可能小，比如1G；
3. 如果无法确定是科学计算类还是应用程序类的服务器，当物理内存小于或等于2G，那么 swap = memory * 2；
当物理内存大于2G，小于4G，那么 swap = memory * 1.5；
当物理内存大于4G，那么 swap = 4G。
使用free命令可以查看当前系统的内存使用状况：
[root@localhost ~]# free
—————————————运行结果———————————————
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# 含义为： 总共 已用 空闲 共享大小 缓冲 缓存
total used free shared buffers cached
Mem: 1020348 543008 477340 0 45192 172724
-/+ buffers/cache: 325092 695256
Swap: 2064376 0 2064376
# 缓冲用于写操作，缓存用于读操作，缓冲和缓存空间可以被清除，当缓冲和缓存被清除后，它们原来占据的空间会腾出来变成空闲空间，故
# 已用空间used（543008）-（缓冲/缓存）buffers/cached（45192/172724）= 实际已用空间（325092）
# 空闲空间free（477340）+（缓冲/缓存）buffers/cached（45192/172724）= 实际空闲空间（695256）
这里是以字节为单位进行显示的，可以使用-m选项或-g选项改为MB或GB单位来显示：
[root@localhost ~]# free -m
—————————————运行结果———————————————
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total used free shared buffers cached
Mem: 996 530 466 0 44 168
-/+ buffers/cache: 317 679
Swap: 2015 0 2015
[root@localhost ~]# free -g
—————————————运行结果———————————————
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total used free shared buffers cached
Mem: 0 0 0 0 0 0
-/+ buffers/cache: 0 0
Swap: 1 0 1
二、创建交换分区
如果现有的swap不够用了，需要创建一个新分区作为交换分区，可以进行以下操作：
[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb
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# 在/dev/sdb上创建分区
WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It's strongly recommended to switch off the mode (command 'c') and change display units to
sectors (command 'u').
Command (m for help): p
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# 查看分区信息
Disk /dev/sdb: 102.0 GB, 102005473280 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 12401 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x000c2e31
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb3 1 1306 10490413+ 83 Linux
/dev/sdb4 1307 12401 89120587+ 5 Extended
/dev/sdb5 1307 1960 5253223+ 83 Linux
Command (m for help): n
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Command action
l logical (5 or over)
p primary partition (1-4)
l
First cylinder (1961-12401, default 1961):
Using default value 1961
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1961-12401, default 12401): +1G
# 创建逻辑分区，默认从1961号柱面开始，大小为1GB
Command (m for help): p
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# 再次查看分区信息
Disk /dev/sdb: 102.0 GB, 102005473280 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 12401 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x000c2e31
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb3 1 1306 10490413+ 83 Linux
/dev/sdb4 1307 12401 89120587+ 5 Extended
/dev/sdb5 1307 1960 5253223+ 83 Linux
/dev/sdb6 1961 2092 1060258+ 83 Linux
# 发现新创建的分区系统ID为83，如果要创建为交换分区，系统ID号应该是82。
Command (m for help): t
# 使用t命令来调整系统ID
Partition number (1-6): 6
Hex code (type L to list codes): 82
1
Changed system type of partition 6 to 82 (Linux swap / Solaris)
Command (m for help): p
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Disk /dev/sdb: 102.0 GB, 102005473280 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 12401 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x000c2e31
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb3 1 1306 10490413+ 83 Linux
/dev/sdb4 1307 12401 89120587+ 5 Extended
/dev/sdb5 1307 1960 5253223+ 83 Linux
/dev/sdb6 1961 2092 1060258+ 82 Linux swap / Solaris
# 再次查看分区信息，会发现/dev/sdb6的系统ID已经改为了82，swap
Command (m for help): w
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The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: Device or resource busy.
The kernel still uses the old table. The new table will be used at
the next reboot or after you run partprobe(8) or kpartx(8)
Syncing disks.
[root@localhost ~]# partx -a /dev/sdb6 /dev/sdb
1
/dev/sdb6: No such file or directory
[root@localhost ~]# partx /dev/sdb
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# 1: 0- -1 ( 0 sectors, 0 MB)
# 2: 0- -1 ( 0 sectors, 0 MB)
# 3: 63- 20980889 ( 20980827 sectors, 10742 MB)
# 4: 20980890-199222064 (178241175 sectors, 91259 MB)
# 5: 20980953- 31487399 ( 10506447 sectors, 5379 MB)
# 6: 31487463- 33607979 ( 2120517 sectors, 1085 MB)
[root@localhost ~]# cat /proc/partitions
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major minor #blocks name
8 0 26214400 sda
8 1 512000 sda1
8 2 25701376 sda2
8 16 99614720 sdb
8 19 10490413 sdb3
8 20 1 sdb4
8 21 5253223 sdb5
253 0 23633920 dm-0
253 1 2064384 dm-1
# 查看/proc/patitions这个文件会发现/dev/sdb6还是没有被同步到内核中，
# 说明使用partx -a 命令来同步swap分区到内核中，不重启将无法成功。
[root@localhost ~]# reboot
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Broadcast message from root@localhost.localdomain
(/dev/pts/1) at 13:35 ...
The system is going down for reboot NOW!
# 重启系统
[root@localhost ~]# cat /proc/partitions
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major minor #blocks name
8 0 26214400 sda
8 1 512000 sda1
8 2 25701376 sda2
8 16 99614720 sdb
8 19 10490413 sdb3
8 20 1 sdb4
8 21 5253223 sdb5
8 22 1060258 sdb6
253 0 23633920 dm-0
253 1 2064384 dm-1
# 这时可以看到交换分区 /dev/sdb6已经同步到内核中了
三、启用交换分区
当新分区被创建成功后，首先需要将该分区指定为swap分区，使用的命令如下：
mkswap DEVICE
mkswap -l label --为交换分区指定卷标
启用交换分区，不使用mount命令，而是使用如下命令：
swapon DEVICE -- 启用指定交换分区
swapon -a -- 启用所有交换分区
禁用交换分区，使用如下命令：
swapoff DEVICE -- 禁用指定交换分区
swapoff -a -- 禁用所有交换分区
如果需要开机自动启用交换分区，可以修改/etc/fstab文件，增加如下内容：
1
2
DEVICE swap swap defaults 0 0
# 要挂载的文件系统 挂载点 文件系统类型 默认 不备份 不自检
下面来举个例子演示一下启用交换分区的过程：
[root@localhost ~]# free -m
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total used free shared buffers cached
Mem: 996 449 546 0 25 153
-/+ buffers/cache: 270 725
Swap: 2015 0 2015
# 当前的交换分区为 2015MB
[root@localhost ~]# mkswap -L NEWSWAP /dev/sdb6
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# 将设备 /dev/sdb6指定为交换分区，其卷标为 NEWSWAP
Setting up swapspace version 1, size = 1060252 KiB
LABEL=NEWSWAP, UUID=9f4eea81-3e66-415b-9f80-c31f1b2a092b
[root@localhost ~]# swapon /dev/sdb6
# 启用交换分区 /dev/sdb6
[root@localhost ~]# free -m
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total used free shared buffers cached
Mem: 996 450 546 0 25 153
-/+ buffers/cache: 271 725
Swap: 3051 0 3051
# 查看当前的交换分区，会发现大小变为 3051MB了
[root@localhost ~]# swapoff /dev/sdb6
# 禁用交换分区 /dev/sdb6
[root@localhost ~]# free -m
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5
total used free shared buffers cached
Mem: 996 449 546 0 25 153
-/+ buffers/cache: 270 725
Swap: 2015 0 2015
# 再次查看当前的交换分区，会发现大小又变为了 2015MB了
[root@localhost ~]# vim /etc/fstab
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# 编辑 /etc/fstab文件，使新创建的交换分区开机就自动挂载
#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Wed Jul 9 21:21:40 2014
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
/dev/mapper/VolGroup-lv_root / ext4 defaults 1 1
UUID=d9512fb3-8dd6-4613-ae55-8e99ba0ef627 /boot ext4 defaults 1 2
/dev/mapper/VolGroup-lv_swap swap swap defaults 0 0
tmpfs /dev/shm tmpfs defaults 0 0
devpts /dev/pts devpts gid=5,mode=620 0 0
sysfs /sys sysfs defaults 0 0
proc /proc proc defaults 0 0
/dev/sdb3 /mydata ext4 defaults,noatime 0 0
LABEL="NEWSWAP" swap swap defaults 0 0
# 通过卷标指定需要挂载的设备 挂载点 文件系统类型 默认 不备份 不自检
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