利用 zram 来拯救你的内存空间

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2021-04-21

虽说现在大部分全新的电脑配置都包含了 16GB 以上的内存，但是毕竟不是全部的电脑都有这一档配置。而且， Linux 本身也是对旧硬件相对友好的，总不能指望所有的电脑都有 16GB 以上的内存吧？传统的 swap 分区对磁盘的压力又相对较大，如果放在机械硬盘上的话虽然能缓解一些内存压力，但是一旦要用到交换分区中的内容，机械硬盘那如同龟速的读写速度又能令人抓狂。对于固态硬盘而言，尽管较高的读写速度让交换内存分页不再是“慢速”的代言词，长期的高交换压力产生的大量读写与部分辣鸡固态十分“粪”的 SLC 缓存策略容易对硬盘总体的读写性能造成较大影响。那么，真的就没有一个相对完美的，能够解决小内存机器内存压力的方案吗？

还真的有。zram，就是那个传说中的救世主。

zram 是什么？

zram，曾用名 compcache，是一个 Linux 内核模块，在 2014 年 5 月 30 日被加入 Linux Kernel 3.14 版本。它的原名 compcache，即 compressed cache，很好地解释了它的作用：一块压缩过的内存空间。它被设计为可以作为一个交换空间来使用。这样，访问量较小的内存页面就可以被放入 zram 中进行压缩以减小内存占用，并且无需额外的硬盘交换空间。

听起来很美好对吧，那么古尔丹，代价是什么？（雾

代价就是以 CPU 占用换空间。压缩和解压都需要消耗 CPU 资源，所以在纯 zram 的配置下对于一些缺指令集的老旧 CPU 不太友好。不过，你都已经知道自己的 CPU 是十分老旧的，那还要什么自行车啊？如果你的电脑的 CPU 够新，那你大概也不会在乎那么一点点的 CPU 占用。况且，被换入 zram 中的内存分页一般使用量都较小，读写带来的开销远远无法抵消压缩内存带来的好处。

那么，如果你决定试试这个解决方案的话，就看下去吧。

启用 zram

事先声明，本文作者现用系统为 Arch Linux，因此本文中的命令和指导仅能保证在 Arch Linux 下运行。如果在其他发行版中遇到问题，请自行 Google 解决方案。

这里我要介绍一个来自 systemd 官方的解决方案 —— zram-generator。这是一个专门为 systemd 设计的一个小工具，在开机时会自动根据你的配置生成用于管理 zram 的配置单元。随后 systemd 会加载这些配置单元，并自动为你托管这些 zram 设备，而无需你自己手动管理。

首先，根据 zram-generator 官方文档的指引安装 zram-generator。对于 Arch Linux 的用户可以考虑直接从 AUR 获取 zram-generator 的 PKGBUILD。

安装完毕后，将下列内容写入/etc/systemd/zram-generator.conf中：

[zram0]
zram-fraction = 0.5 # 指定该 zram 在内存中的大小占比，0.5 为 50%，官方建议范围：0.1~0.5
compression-algorithm = zstd # 指定压缩算法，默认为 lzo-rle，建议使用 zstd 以获取相对最好的压缩比和读写开销

然后，保存，重启。系统加载完毕后，在命令行中输入 swapon --show。你应该会看到类似的输出：

NAME           TYPE      SIZE USED PRIO
/dev/nvme0n1p6 partition   8G   0B   -2 # 忽略本行，此为作者的硬盘交换分区
/dev/zram0     partition 3.8G 1.8G  100

那么，恭喜你，你已经成功启用了 zram。享受这折腾带来的成果吧。