如果你正在使用 Ubuntu 系统,并且希望在内存受限的机器上提升系统性能,ZRAM 是一个非常不错的选择。通过压缩内存中的数据,ZRAM 可以有效减少物理内存的占用,从而让系统可以运行更多的应用程序,或处理更大规模的任务。

如何通过ZRAM内核模块压缩Ubuntu内存? Linux使用zram压缩内存教程 第1张

1. 什么是 ZRAM?

ZRAM 是一个 Linux 内核模块,它可以在系统内存(RAM)中创建一个压缩的块设备 (Block Device)。通过压缩内存中的数据,ZRAM 可以增加可用内存的有效容量。

与传统的交换分区(swap)相比,ZRAM 不使用磁盘空间,而是直接在内存中进行数据压缩,从而减少了频繁的磁盘 I/O 操作带来的性能瓶颈。

1.1 ZRAM 的工作原理

  • 创建块设备:ZRAM 会创建一个虚拟块设备。这个设备不会像传统块设备(如磁盘分区)那样将数据存储在磁盘上,而是直接将数据保存在内存中。
  • 数据压缩:当系统向 ZRAM 块设备写入数据时,ZRAM 模块会对数据进行压缩,并将压缩后的数据存储在内存中。这种方式可以在不增加物理内存的情况下「变相扩展」内存容量。
  • 数据解压缩:当需要读取存储在 ZRAM 中的数据时,内核会对数据进行解压,然后再将解压后的数据提供给应用程序或系统进程。

ZRAM 的压缩机制虽然可以节省内存,但压缩和解压过程需要 CPU 的参与,所以会增加一定的 CPU 负载。因此,在 CPU 性能较弱的系统中,大量使用 ZRAM 反而可能会导致系统性能下降。

2. 在 Ubuntu 加载 ZRAM 模块

2.1 检查 Ubuntu 内存使用情况

在启用 ZRAM 之前,最好先通过free命令来了解系统当前的内存使用情况:

free -h

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使用 free 命令查看 Ubuntu 内存使用

此命令会显示你的总内存、已用内存和空闲内存。通过这些信息,可以与启用 ZRAM 之后进行对比。

2.2 在 Ubuntu 上加载 ZRAM 模块

ZRAM 已经包含在 Linux 内核中,我们只需加载 ZRAM 模块并验证模块是否加载成功。

sudo modprobe zram # (临时)加载 zram 内核模块
lsmod | grep zram # 查看是否加载成功

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加载 zram 内核模块并验证是否成功

如果在输出中看到zram,就表示模块已成功加载。

第 3 步:在 Ubuntu 中配置 ZRAM

3.1 创建 ZRAM 服务

为了方便配置和管理,我们可以将 ZRAM 配置编写成一个服务脚本,来方便随时启用和禁用:

1、使用你习惯的文本编辑器(如 vim 或 nano),创建一个zram.service服务配置文件:

sudo vim /etc/systemd/system/zram.service

2、将以下配置并粘贴到文件中:

[Unit]
Description=ZRAM Configuration
After=local-fs.target
[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/sbin/modprobe zram
ExecStart=/bin/sh -c 'echo 2G > /sys/block/zram0/disksize'
ExecStart=/bin/sh -c 'mkswap /dev/zram0'
ExecStart=/bin/sh -c 'swapon /dev/zram0'
RemainAfterExit=yes
[Install]
WantedBy=multi-user.target

根据你 Ubuntu 系统的物理内存大小,在ExecStart行中调整需要的 ZRAM 大小,一般设置为 RAM 大小的 50%-100%。

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创建 ZRAM 服务配置文件

3、使用以下命令启动并启用 ZRAM 服务:

sudo systemctl daemon-reload # 重新载入服务配置文件
sudo systemctl enable zram.service # 启用 zram 服务
sudo systemctl start zram.service # 启动 zram 服务

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加载并启动 ZRAM 服务

4、启动服务后,通过以下命令,检查 ZRAM 是否处于活动状态并正在使用:

swapon --show

如果看到/dev/zram0设备,表示 ZRAM 正在活动并作为内存交换空间。

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检查 ZRAM 活动状态

3.2 查看 ZRAM 内存使用情况

再次使用free命令查看内存使用情况,可以对比启用 ZRAM 之前的可用内存:

free -h

通过这个命令,你可以查看启用 ZRAM 前后,系统可用内存是否有明显增加。

4. 调整 ZRAM 配置(可选)

如果发现系统性能不如预期,可以随时调整 ZRAM 的容量:

1、停止 ZRAM 服务:

sudo systemctl stop zram.service

2、重新编辑zram.service服务配置文件:

sudo vim /etc/systemd/system/zram.service

3、将disksize值更改为你想要的大小,然后再次启动 ZRAM 服务。

sudo systemctl start zram.service

通过以上步骤,你可以在 Ubuntu 上轻松配置和使用 ZRAM 内存压缩功能,以提高系统内存利用效率。尤其在内存资源有限的场景,ZRAM 能够延缓系统进入交换(swap)的状态,保持系统的运行效率。

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