Linux 虚拟内存参数调优指南

目标：调优 Linux 虚拟内存（VM）内核参数，将 vm.swappiness 设为 10、合理配置 vm.dirty_ratio 与 vm.dirty_background_ratio，减少不必要的磁盘 Swap 使用，改善交互延迟与磁盘写放大。本文命令在 Ubuntu 22.04（内核 6.8.0-generic）实测。

环境信息

• 操作系统：Ubuntu 22.04.5 LTS；内核：6.8.0-138-generic
• 实测默认值：
  • vm.swappiness = 60
  • vm.dirty_ratio = 20
  • vm.dirty_background_ratio = 10
  • vm.min_free_kbytes = 67584
• 查看内存：free -h 显示 Mem 15Gi / Swap 2.0Gi

前置条件

• root 权限。
• 理解服务器内存模型：物理内存 → 页缓存（page cache）→ 匿名页 → SWAP。

参数原理

vm.swappiness（Swap 倾向度）

控制内核将匿名内存页换出到 Swap 的倾向。范围 0-100：

• 0：尽可能不换出匿名页（仅内存极度不足才换出）。
• 60：Ubuntu 默认，较积极使用 swap。
• 100：非常激进换出。

数据库 / 高可用服务建议调到 10（内存优先，避免把频繁访问的热数据换到磁盘导致抖动）。

# 查看
sysctl vm.swappiness
# vm.swappiness = 60

# 临时设置
sysctl -w vm.swappiness=10
# vm.swappiness = 10

💡 说明：swappiness 越小，越倾向于保留匿名页在内存、优先回收页缓存；swappiness 越大，越倾向于把匿名页换到 swap 以释放内存装更多页缓存。

vm.dirty_ratio 与 vm.dirty_background_ratio（脏页回写）

脏页（dirty pages）是进程已写入但尚未落盘的内存页。两个比例上限默认为物理内存的百分比：

• vm.dirty_background_ratio（默认 10）：脏页占比达到该值时，内核在后台异步把脏页刷盘（不阻塞应用）。
• vm.dirty_ratio（默认 20）：当脏页占比达到该值时，发起同步刷盘，应用写入会阻塞直到落盘。

sysctl vm.dirty_ratio vm.dirty_background_ratio
# vm.dirty_ratio = 20
# vm.dirty_background_ratio = 10

# 临时调整
sysctl -w vm.dirty_background_ratio=5
sysctl -w vm.dirty_ratio=10

⚠️ 注意：dirty_ratio 调小会在磁盘繁忙时更早触发同步刷盘，牺牲突发写吞吐换写盘平稳；写入密集场景需权衡 IOPS 余量，避免频繁阻塞。

生产持久化配置

写入 /etc/sysctl.d/99-vm-tune.conf：

# 99-vm-tune.conf —— 虚拟内存与脏页优化
# 减少 Swap 使用：内存优先，适合数据库/应用服务
vm.swappiness = 10
# 后台刷盘阈值（脏页占物理内存百分比）
vm.dirty_background_ratio = 5
# 同步刷盘触发阈值
vm.dirty_ratio = 10
# 预留最小空闲内存（单位 KB），防止内存耗尽时申请失败
vm.min_free_kbytes = 67584
# 尽力立即释放未被使用的页缓存，减少 swap 抖动（可选）
# vm.vfs_cache_pressure = 50

加载与验证：

sysctl -p /etc/sysctl.d/99-vm-tune.conf
sysctl vm.swappiness vm.dirty_ratio vm.dirty_background_ratio

💡 说明：vm.vfs_cache_pressure（默认 100）控制内核回收目录/索引节点的倾向，调低到 50 可以让内核更倾向保留这些缓存，减少文件访问延迟，可按需启用。

常见问题

Q：swappiness=10 会不会导致内存高占用？ A：不会导致泄漏；它只是降低换出倾向。若物理内存充足，应用可充分使用内存；压力过大时仍会换出。

Q：调整脏页比例后写性能下降？ A：dirty_ratio 过小会在写盘速度跟不上时频繁同步阻塞。建议结合 iostat 观察 %util 决定合适阈值，或改用 vm.dirty_bytes/vm.dirty_background_bytes 精确控制字节数。

Q：数据库适合禁止 swap 吗？ A：业内常见做法是把 swappiness 调到 0~10 并为 swap 保留少量容量作内存压力缓冲，而不是完全禁用（部分发行版支持 swapoff 但风险较高）。

卸载方式

删除 /etc/sysctl.d/99-vm-tune.conf 并 sysctl --system 恢复默认。

参考链接

• 内核文档：Documentation/admin-guide/sysctl/vm.rst
• man 5 proc（/proc/sys/vm/ 各项说明）