zSwap 技术压缩算法介绍

压缩可以降低占用空间，顾名思义，内存压缩就是压缩内存，节省内存空间。就目前的技术而言，I/O的速度远远慢于这RAM操作速度。因此，如果频繁地做I/O操作，不仅影响flash使用寿命，还严重影响系统性能。内存压缩是一种让I/O过程平滑过渡的做法, 即尽量减少由于内存紧张导致的I/O，提升性能。

介绍 zSwap 技术

zSwap是Linux内核的一个功能，它为交换页提供了一个压缩的回写缓存，作为一种虚拟内存压缩形式。当内存页要被换出时，zSwap不会把它们移到交换设备上，而是对它们进行压缩，然后把它们存储到系统RAM中动态分配的内存池中。后来，向实际的交换设备的回写被推迟了，甚至完全避免了，从而大大减少了需要交换的Linux系统的I/O，其代价是需要额外的CPU周期来执行压缩。

zSwap允许Linux更有效地利用RAM，因为它实际上增加了内存容量，而不是在压缩/解压缩交换页时稍微增加CPU的使用。zSwap存在于内核中，但默认并没有开启，要使用它必须通过修改配置文件开启。

主流内存压缩技术

zSwap

zSwap是在memory与flash之间的一层缓存，当内存需要swap出去磁盘的时候，先通过压缩放到zSwap中去，zSwap空间按需增长。达到一定程度后则会按照LRU的顺序(前提是使用的内存分配方法需要支持LRU)将就最旧的page解压写入磁盘swap device，之后将当前的page压缩写入zSwap。

zSwap本身存在一些缺陷或问题：如果开启当zSwap满交换出backing store的功能, 由于需要将zSwap里的内存按LRU顺序解压再swap out，这就要求内存分配器支持LRU功能；如果不开启当zSwap满交换出backing store的功能, 和zRam是类似的。

zRAM

zRram即压缩的内存，使用内存模拟block device的做法。实际不会写到块设备中去，只会压缩后写到模拟的块设备中，其实也就是还是在RAM中，只是通过压缩了。由于压缩和解压缩的速度远比读写I/O好，因此在移动终端设备广泛被应用。

zRram本身存在一些缺陷或问题：zRam大小是可灵活配置的，配置多少成为了一个问题；使用zRam可能会在低内存场景由于频繁的内存压缩导致kswapd进程占CPU高；增大了zRam配置，对系统内存碎片是否有影响

zCache

zCache是oracle提出的一种实现文件页压缩技术，也是memory与block dev之间的一层存储，与zSwap比较接近，但zCache目前压缩的是文件页，而zSwap和zRAM压缩是匿名页。

介绍 zstd 压缩算法

Zstandard是一种实时压缩算法，提供高压缩率。它提供了非常广泛的压缩/速度权衡，同时有一个非常快的解码器支持。它还为小数据提供了一种特殊的模式，称为字典压缩，并可以从任何样本集中创建字典。Zstandard库是作为使用BSD许可证的开源软件提供的。

开启 zSwap 的方法

#editgrubasroot
$sudovim/etc/default/grub
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quietsplashzswap.enabled=1zswap.compressor=zstdzswap.zpool=z3fold"

#updategrub
$sudoupdate-grub

#installzstdandZ3fold
$sudoaptinstallcheckinstallbuild-essential
$sudoaptinstallzstd#notthelatestversion

#editthemodulesfile
$sudovim/etc/initramfs-tools/modules
...
zstd
zstd_compress
z3fold

#updateinitramfs
$sudoupdate-initramfs-u-kall

#restartPCandverifyZSWAPifenabled
$cat/sys/module/zswap/parameters/enabled
Y

#verifyZSWAPifitsusingzstdandz3fold
$sudodmesg|grep-izswap:
[1.059997]zswap:loadedusingpoolzstd/z3fold

审核编辑：彭静