增加交换分区 swap 解决编译时内存不足问题

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背景

在 Linux 系统上编译大型程序时，可能遇到如下编译错误：

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c++: internal compiler error: Killed (program cc1plus)
Please submit a full bug report

经过查资料，大概率是编译时内存不够导致的，除了增加物理内存外 (花银子)，短期可以通过增加交换分区 swap 来解决 (时间换空间)。

什么是交换分区 swap

Linux 中的交换分区 (swap)，类似于 Windows 的虚拟内存，就是当内存不足 (RAM) 的时候，把一部分硬盘空间虚拟成内存使用，从而解决内存容量不足的情况。

功能：在内存不够的情况下，操作系统先把内存中暂时不用的数据，存到硬盘的交换空间，腾出内存来让别的程序运行，和 Windows 的虚拟内存（pagefile.sys）的作用是相似的。

副作用：虽然这个 swap 分区能够作为 "虚拟" 的内存，但它的速度比物理内存可是慢多了。

如果需要更快的速度的话，并不能寄厚望于 swap，最好的办法仍然是加大物理内存，swap 分区只是临时的解决办法。

作用原理

计算机对内存分为物理内存与虚拟内存（注意虚拟内存和虚拟地址空间的区别）。

  • 物理内存就是计算机的实际内存大小，由 RAM 芯片组成的。
  • 虚拟内存则是虚拟出来的，使用磁盘代替内存。虚拟内存的出现，让机器内存不够的情况得到部分解决。这里的虚拟内存，即所谓的 swap。

当程序运行起来后，由操作系统做具体虚拟内存到物理内存的替换和加载 (相应的页与段的虚拟内存管理)。

  • 当用户提交程序，然后产生进程，在机器上运行。机器会判断当前物理内存是否还有空闲允许进程调入内存运行，如果有那么则直接调入内存进行运行；如果没有，那么会根据优先级选择一个进程挂起，把该进程交换到 swap 中等待，然后把新的进程调入到内存中运行。
  • 根据这种换入和换出，实现了内存的循环利用，让用户感觉不到内存的限制。其中，swap 扮演了一个非常重要的角色，就是暂存被换出的进程。

如何增加交换分区

因为之前可能进行过 swap 扩容，所以第一步是把之前的交换分区关闭。

  1. 查看是否已经有 swap 分区

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free -m
  1. 如果有，先把原来的 swap 关闭 
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su
swapoff -a
# 详细的用法可以：swapoff --help
  1. 扩展分区

交换分区的合理值，可以根据你系统内存的大小，以及所使用的程序，自行决定交换分区的大小。

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# count 的大小就是增加的 swap 空间的大小，64M 是块大小，所以空间大小是 bs*count=1024MB
sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=64M count=16
# 把刚才空间格式化成 swap 格式
sudo mkswap /swapfile
# 该目录权限，不改的话，在下一步启动时会报 “swapon: /swapfile: ”
# “insecure permissions 0644, 0600 suggested.” 错误
chmod 0600 /swapfile
# 使用刚才创建的 swap 空间
sudo swapon /swapfile
  1. 关闭临时空间 
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swapoff -a
  1. 查看当前内存使用情况，确认交换分区设置成功。
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free -m
  1. 其他命令 
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swapon -s # 可以查看当期swap的使用情况

References