AIX的内存页面大小为4K, 是虚拟内存管理(VMM)的最小单位. 页面空间也可以被称为交换空间(paging space), 创建在属性类型为paging的逻辑卷(logic volume LV)上. 交换空间是一项很重要的设备. AIX kernel需要利用paging space来管理虚拟内存. 系统安装时创建的默认页面LV是hdisk0上的hd6, 也叫主交换空间.

AIX5L默认采用交换空间的延迟分配策略(deferred page space allocation), 利用环境变量psalloc来控制内存的机制与页面的分配策略, 缺省设置是late. 在这种设置下, 知识需要用到的时候, 才去分配交换空间, 正常情况下, 不需要很大的交换空间, 所以适合大内存的系统, 可以减少很多paging space资源的浪费.

一, 交换磁盘空间概念

1.1 虚拟内存

内存在计算机中的作用很大，电脑中所有运行的程序都需要经过内存来执行，如果执行的程序很大或很多，就会导致内存消耗殆尽。为了解决这个问题，Windows中运用了虚拟内存技术，即拿出一部分硬盘空间来充当内存使用，当内存占用完时，电脑就会自动调用硬盘来充当内存，以缓解内存的紧张。举一个例子来说，如果电脑只有128MB物理内存的话，当读取一个容量为200MB的文件时，就必须要用到比较大的虚拟内存，文件被内存读取之后就会先储存到虚拟内存，等待内存把文件全部储存到虚拟内存之后，跟着就会把虚拟内里储存的文件释放到原来的安装目录里了。

允许设置的虚拟内存最小值为2MB，最大值不能超过当前硬盘的剩余空间值，同时也不能超过操作系统的内存寻址范围。

1.2 虚拟内存管理器(VMM)

VMM服务于来自系统以及应用程序的内存请求. 虚拟内存段以页为单位进行分区, 每个页面大小为4KB.VMM就是用来管理这些存储页面.

1, 实际内存管理

在AIX中，虚拟内存段被分成4096字节大小的页，物理内存则被划分为4096字节大小的页帧（page frame），VMM主要有以下两个主要功能：
(1) 管理页帧的分配
(2) 解析对当前没有调入RAM中的虚拟内存页的引用
为了完成上述功能，VMM维护一个可用帧列表，并且使用一个页面替换算法决定哪些当前在RAM中的虚拟内存页使用的页帧将被分配到可以可用帧列表。页面替换算法将考虑永久段（Persistent segment）和工作段（Working segment）的分配、页交换和VMM阈值等因素。

2, 永久段（Persistent segment）和工作段（Working segment）

AIX 区分不同的存储段类型。理解不同的存储段类型，特别是工作段和永久段的区别非常重要。

永久段在磁盘上有一个永久的存储位置。含有不可编辑数据的文件或者只读的运行程序被映射到持久段。VMM 参数控制什么时候分配给永久段的RAM页帧可以被重写，并且用于存储新的数据。

工作段是临时性的，仅在它们被某个进程使用的时候存在，并且没有固定的磁盘位置。进程堆栈以及数据区，共享库文本被映射到工作段。当工作段数据也不能存在于“实”存中的时候，他们被保存在磁盘上的页交换空间。程序退出执行，所有工作段占用的页面被返回。

3, VMM 内存调用控制机制

当一个进程引用一个在磁盘上的虚拟内存页，被引用的页先要换到页帧中，如果内存已经满了，这可能导致一个或更多的页从页帧中换出，以腾出空间。这种情况一般发生在可用页帧数已经很低的情况。而VMM将使用前述页交换算法来满足系统对内存的需要。

一个有效的页交换算法要保持当前活动进程所使用的页总是在RAM中，而非活动进程使用的存储页将被移出。但是当RAM不足的时候，选择移出页将很困难，因为被移出的页可能很快又要被引用，这导致一些页面被频繁的换入换出。系统大部分时间在做页交换而不是执行进程指令。VMM使用存储器调用控制算法来检测这种情况，并予以纠正。

1.3 交换(分页)空间概念

什么是交换（分页）空间？它是与 VMM 有关的。VMM 使用交换（分页）空间存储没有使用活动RAM 的进程。分页空间本身是一个特殊的逻辑卷，它存储了当前不访问的信息。您必须确保您的系统拥有足够的分页空间。如果分页空间过小，整个进程可能会丢失，并且当所有的空间都占满后，系统可能会崩溃。尽管值得再次说明，分页空间是 VMM 中的一部分，但是更重要的是真正地理解内核如何将进程调入到 RAM 中，过多的分页肯定会对性能造成影响。AIX 通过将内核与 VMM 紧密集成在一起，实现了一种称为请求分页的方法。

1.4请求分页

在这个部分中，我介绍了 AIX 如何处理分页，给出了交换和分页的定义，并深入地研究了分页空间分配的几种不同模式。这些概念可以帮助您理解后续有关监视、配置和优化的部分。

大多数管理员都认为分页是一件很麻烦的事情。实际上，分页是 AIX 所完成的任务中非常必要的一部分，这是由于 AIX 内核与 VMM 及其请求分页的实现进行了紧密的集成。请求分页的工作原理是，内核一次仅加载部分页面到实际内存中。当 CPU 需要另一个页面时，它会到 RAM 中查找。如果无法在 RAM 中找到这个页面，则出现一次缺页，然后向内核发出信号以便从磁盘中加载更多的页面到 RAM。请求分页的一个优点是，分页空间不需要非常大，因为数据总是在分页空间和 RAM 之间不断地交换。在较早的 UNIX® 系统中，将分页预先分配到磁盘，无论使用还是不使用它们。这使得所分配的磁盘空间可能永远不会被使用。从本质上说，请求分页可以避免盲目地分配磁盘空间。应该使得进程的交换最少，因为许多任务可能存储在 RAM 中。的确如此，因为进程（页面）只有一部分存储在 RAM 中。

交换指的是什么呢？尽管分页和交换通常可以互换使用，但它们之间存在细微的区别。如前所述，在进行分页时，进程的部分内容将在磁盘和 RAM 之间来回移动。当发生交换时，会将整个进程来回移动。为了支持这种情况，在将进程移动到分页空间之前，AIX 会挂起整个进程。只有在将进程交换回 RAM 之后，才能够继续执行它。出现这样的情况并不是很好，您应该尽量防止交换的发生，交换可能会导致另一种称为颠簸的情况（稍后将介绍这个内容）发生。

二, 查看交换磁盘空间

2.1 lsps命令

Lsps主要用来显示调页空间的特征.

lsps { -s | [ -c | -l ] { -a | -t { lv | nfs } | PagingSpace } }

1, -a, 指定要给出的所有调页空间的特征.

# lsps -a

Page Space Physical Volume Volume Group Size %Used Active Auto Type

hd6 hdisk0 rootvg 8192MB 13 yes yes lv

2, -c, 指定输出应该使用冒号格式. 在逻辑分区中以冒号格式给出调页空间大小

# lsps -c -a

#Psname:Pvname:Vgname:Size:Used:Active:Auto:Type

hd6:hdisk0:rootvg:32:13:y:y:lv

3, -l, 指定输出应该使用表格式

4, 指定要给出的所有调页空间的概要特征. 如果指定-s标记, 忽略所有其他标记

# lsps -as

Total Paging Space Percent Used

8192MB 13%

2.2 使用vmo命令检查AIX如何处理分页空间分配

# vmo -a | grep def

defps = 1

vmo命令用来管理虚拟内存管理器可调参数. –a显示所有可调参数的当前, 重新引导或永久值.

上述显示defps=1说明使用了这种缺省的方法（延迟的页面空间分配）。要禁用这个策略，您需要将参数设置为 0。这将使得系统使用晚分页空间分配策略。晚分页空间分配策略会在 RAM 中相应的页面被修改时才分配分页磁盘块。这种方法通常用于那些性能比可靠性更加重要的环境。在本文所介绍的场景中，程序可能会因为缺少内存而运行失败。那么早页面空间分配又如何呢？如果您希望确保进程不会因为较低的分页情况而终止，通常可以使用这种策略。早页面空间分配策略可以预先分配分页空间。这是与晚分页空间分配策略截然相反的。对于可靠性要求很高的环境，可以使用这种策略。启用这种策略的方法是将 PSALLOC 环境变量设置为 early (PSALLOC=early)

2.3 vmstat监视分页控件的颠簸

# vmstat 2 4

System configuration: lcpu=4 mem=3824MB

kthr memory page faults cpu

----- ----------- ------------------------ ------------ -----------

r b avm fre re pi po fr sr cy in sy cs us sy id wa

0 0 479301 2384 0 0 0 0 0 0 5 1045 74 0 0 99 0

0 0 479300 2385 0 0 0 0 0 0 6 965 86 0 0 99 0

0 0 479300 2385 0 0 0 0 0 0 5 976 90 0 0 99 0

0 0 479300 2385 0 0 0 0 0 0 6 1026 79 0 0 99 0

栏	说明
Avm	系统使用的活动虚拟内存量(单位为4K), 不包括文件页面
Fre	空闲内存列表的大小, 一般不应该小于vmo中设置的minfree.
Pi	从交换空间调入的页面数
Po	调出到交换空间的页面数

2.4 svmon检查正在使用交换空间的进程

Svmon命令主要用来捕获并分析虚拟内存快照.

该命令报告进程的语法为

svmon -P [ PID1... PIDN ] [ -r [ -n | -s ] [ -w | -f | -c ] [ -t Count ] [ -u | -p | -g | -v ] [ -i Interval [ NumIntervals] ] [ -l ] [ -j ] [ -z ] [ -m ] [ -q ]

svmon命令是虚拟内存的监视命令, svmon可以用于确认某个程序, 用户, 内存段使用内存或虚存的情况. 它事实上是调用svmon back命令, 在使用svmon命令之前, 必须确定svmon back命令可用, 该命令位置为/usr/lib/perf/svmon_back

svmon在运行过程中可以被中断, 所以,它无法真正成为内存使用情况的快照. 在非常繁忙的系统中, svmon收集的数据和真实的数据有所差距, 在svmon进程搜集的过程中, vmm可能已经发生改动了.

因为svmon使用的全是vmm中的数据, 而vmm对内存的视图是基于内存段的, 所以理解svmon的输出, 必须先理解段的概念.

段是一组页的集合, 每个段为256M, 而每页为4KB的虚存, 每帧为4KB的实际内存, 每个段可以被多个进程使用, 每个段属于以下五种类型的一种.

Persistent(持久段): 存放JFS文件或目录.

Working(工作段): 存放进程数据或共享内存段.

Client(): 用于实现虚拟文件系统如NFS, CD-ROM文件系统和JFS2;

Mapping(): 用于实现文件和内存之间的映射关系.

Real memory mapping: 用于对IO空间的访问.

注意, 在段的描述中, 如果paging space使用的节中有一横(-) , 表明该段未使用交换区, working段可能使用交换区, 但persistent和client不会使用交换区.

1, 列出使用实际内存最多的三个进程.

# svmon -uP -t 3|grep -p Pid | grep '^.*[0-9]'