交换如何这么慢？

我以某种方式碰巧换出了14 GB的内存。杀死了罪魁祸首之后，我又有了大量的可用内存，因此我想我可以再次引入重要数据。因此，使用32 GB中的5 GB和14 GB的交换空间，我跑了swapoff -a.. 4小时后，大约一半的工作完成了。

这意味着不到1 MB / s，而我可以轻松复制200 MB / s。我的交换已加密，但是所有普通分区也都加密了，使用es-ni不会导致明显的CPU负载（填充交换空间仅花费了几分钟）。我看到没有特别的理由进行优化swapoff，但是我想知道它怎么会变慢呢？

只需添加更多数据：我的主内存为32 GB，并且4个硬盘中的每一个都有32 GB的交换空间（肯定是个大问题，但是谁在乎呢？）。整个交换空间可以在不到5分钟的时间内被（解密并）读取：

time -p sudo sh -c 'for i in /dev/mapper/cryptswap?; do md5sum $i & done; wait'
014a2b7ef300e11094134785e1d882af  /dev/mapper/cryptswap1
a6d8ef09203c1d8d459109ff93b6627c  /dev/mapper/cryptswap4
05aff81f8d276ddf07cf26619726a405  /dev/mapper/cryptswap3
e7f606449327b9a016e88d46049c0c9a  /dev/mapper/cryptswap2
real 264.27

读取分区的一部分不会比读取全部分区慢。然而，阅读其中的1/10大约需要100倍的时间。

我观察到，在swapoff这两个期间，CPU大部分都处于空闲状态（可能是一个内核的10％），磁盘也处于空闲状态（由LED进行“测量”）。我还看到交换空间被一个接一个地关闭。

首先，让我们看看您对硬盘的期望。您的硬盘驱动器可以顺序执行200 MB / s的速度。当你寻求因素在时间，也可以是多慢。举一个任意的例子，看看Seagate的现代3TB磁盘之一ST3000DM001的规格：

• 最大持续数据传输速率：210 MB / s

• 寻求平均读取时间：<8.5毫秒

• 每个扇区的字节数：4,096

如果您不需要搜索，并且交换位置位于磁盘边缘附近，则可以看到最高速率= 210 MB / s

但是，如果交换数据完全分散，在最坏的情况下，您需要四处寻找读取的每个扇区。这意味着您每8.5毫秒只能读取4 KB，即4 KB / 0.0085 = 470 KB / s

因此，马上行动起来，实际上您正在以硬盘速度为生，这并非不可想象。

就是说，swapoff运行速度如此之慢并且不得不无序读取页面，尤其是如果它们被快速写入（这意味着顺序），这似乎很愚蠢。但这可能只是内核的工作方式。Ubuntu错误报告＃486666讨论了相同的问题：

The swap is being removed at speed of 0.5 MB/s, while the
hard drive speed is 60 MB/s;
No other programs are using harddrive a lot, system is not under
high load etc.

Ubuntu 9.10 on quad core.

Swap partition is encrypted.
Top (atop) shows near 100% hard drive usage
  DSK | sdc | busy 88% | read 56 | write 0 | avio 9 ms |
but the device transfer is low (kdesysguard)
  0.4 MiB/s on /dev/sdc reads, and 0 on writes

答复之一是：

It takes a long time to sort out because it has to rearrange and flush the
memory, as well as go through multiple decrypt cycles, etc. This is quite
normal

错误报告已关闭，但尚未解决。

梅尔·戈尔曼（Mel Gorman）的书《了解Linux虚拟内存管理器》虽然有点过时，但是同意这是一个缓慢的操作：

可以预见，负责停用区域的函数称为sys_swapoff()。此功能主要与更新swap_info_struct。在每个分页出页分页的主要任务是负责try_to_unuse()这是 极其昂贵的。

从2007年开始，关于linux-kernel邮件列表的讨论更多，主题为“ 加速交换 ”-尽管他们讨论的速度比您看到的要高。

这是一个有趣的问题，由于swapoff很少使用，因此可能会被普遍忽略。我认为，如果你真的想追查，第一步将试图更加仔细地看你的磁盘使用模式（可能与atop，iostat或甚至更强大的工具，如perf或systemtap）。要寻找的东西可能是过多的查找，小的I / O操作，不断的重写和数据移动等。

我的SSD笔记本电脑也遇到了同样的问题，因此寻找时间应该不是问题。

我找到了另一种解释。这是节选

swapoff现在的工作方式是查看交换分区中每个交换出的内存页面，并尝试查找使用该页面的所有程序。如果无法立即找到它们，它将查看正在运行的每个程序的页表以查找它们。在最坏的情况下，它将检查所有页表中分区中每个换出的页。没错-相同的页表被一遍又一遍地检查。

因此，这是一个内核问题，而不是其他任何问题。

swapoff是的，该机制效率极低。解决方法很简单：遍历进程，而不是遍历交换的页面。使用以下python脚本（我不隶属于）：

git clone https://github.com/wiedemannc/deswappify-auto

请注意，守护程序操作模式仅适用于经常休眠的台式机/笔记本电脑。我不会在服务器系统上将其作为守护程序运行-只能在前台运行它，等到它报告它已经处理了一些进程，然后停止并尝试：

swapoff /dev/x

由于现在大多数页面都存在于交换和内存中，因此swapoff几乎没有什么要做，并且现在应该非常快（我看到了数百MB / s）。

前面的历史部分

前面提到的python脚本基于此答案的其余部分，而这又是我对jlong编写的较早答案的改进。由于脚本要安全得多，因此我建议仅尝试将其余答案作为最后一道防线：

perl -we 'for(`ps -e -o pid,args`) { if(m/^ *(\d+) *(.{0,40})/) { $pid=$1; $desc=$2; if(open F, "/proc/$pid/smaps") { while(<F>) { if(m/^([0-9a-f]+)-([0-9a-f]+) /si){ $start_adr=$1; $end_adr=$2; }  elsif(m/^Swap:\s*(\d\d+) *kB/s){ print "SSIZE=$1_kB\t gdb --batch --pid $pid -ex \"dump memory /dev/null 0x$start_adr 0x$end_adr\"\t2>&1 >/dev/null |grep -v debug\t### $desc \n" }}}}}' | sort -Vr | head

这可能需要2秒钟，实际上并不会执行任何操作，仅列出前10个内存段（实际上它会打印更多的单行代码；是的，我确实喜欢单行代码；只需检查命令，接受风险，复制并粘贴到您的外壳；这些实际上将从swap读取）。

...Paste the generated one-liners...
swapoff /your/swap    # much faster now

主要的一线安全（对我而言）是安全的，除了它读取了大量的/ proc。

为您的手动检查准备的子命令不安全。在从交换读取内存段的过程中，每个命令都将挂起一个进程。因此，对于不能容忍任何暂停的流程而言，这是不安全的。我看到的传输速度约为每分钟1 GB。（上述python脚本消除了该缺陷）。

另一个危险是对系统施加过多的内存压力，因此请与常规 free -m

它有什么作用？

for(`ps -e -o pid,args`) {

  if(m/^ *(\d+) *(.{0,40})/) { 
    $pid=$1; 
    $desc=$2; 

    if(open F, "/proc/$pid/smaps") { 

      while(<F>) { 

        if(m/^([0-9a-f]+)-([0-9a-f]+) /si){ 
          $start_adr=$1; 
          $end_adr=$2; 
        } elsif( m/^Swap:\s*(\d\d+) *kB/s ){
          print "SSIZE=$1_kB\t gdb --batch --pid $pid -ex \"dump memory /dev/null 0x$start_adr 0x$end_adr\"\t2>&1 >/dev/null |grep -v debug\t### $desc \n" 
        }
      }
    }
  }
}

这个perl脚本的输出是一系列gdb命令dump memory (range)，这些命令将交换的页面重新调用到内存中。

输出从大小开始，因此很容易通过它的槽，| sort -Vr | head以按大小（SSIZE）获得前10个最大的细分。该-V代表版本号，适当的排序，但它适合我的目的。我不知道如何使数字排序工作。

在交换期间，如果检测到使用中的交换插槽，则内核首先在页面中交换。然后，函数unuse_process（）尝试查找与刚交换的页面相对应的所有页面表条目，并对页面表进行必要的更新。搜索是详尽且耗时的：它访问（整个系统的）每个内存描述符，并逐一检查其页表条目。

请参阅“了解Linux内核第3版”的第724页。