kswapd0占用100%CPU

## 简介

> 原帖：[stackoverflow: kswapd0-is-taking-a-lot-of-cpu](https://askubuntu.com/questions/259739/kswapd0-is-taking-a-lot-of-cpu)

- 以前：在几年以前，计算机配置普遍偏低，对于游戏玩家来说，可能经常出现了这个问题，导致电脑直接卡死，但现在用于游戏的计算机配置一般比较高，不会出现该问题。

- 现在：游戏玩家可能比较少见这个问题了，但对于现在的互联网垃圾佬来说，可能变得比较常见这个问题了。对于低配置的VPS虚拟服务器来说，尤其是内存配置比较低的服务器，可能经常出现该问题。

当 `kswapd0` 进程 `99.9%` 的 `CPU` 时，导致系统卡死，这到底时怎么回事呢？通过上面的例子，你大概也能猜到了，简单来说那就是 **内存不足！**

更详细的解释请往下看：

<!-- more -->

## 详解

进程 `kswapd0` 是管理虚拟内存的进程。您的机器应该有 `RAM`、`SWAP` 以及 `HDD/SSD` 上的 `EXT4`。`ext4` 是存储所有内容的地方，访问它总是比 `RAM` 慢。`RAM` 就像是程序快速访问信息的中途运行空间。大多数计算机至少有`4GB RAM`，在正常情况下已经足够了。然而，在玩游戏时，您的 `RAM` 空间可能会不足，这就是 `SWAP` 发挥作用的地方。

`SWAP` 是一个假 `RAM`，位于 `HDD/SSD` 上 `EXT4` 旁边。它的访问速度比 `EXT4` 快，但比实际 `RAM` 慢得多。当内存不足时，`kswapd0` 会将您不使用/不像其他程序那样频繁使用的程序移动到 `SWAP`，这会导致这些进程出现极大的延迟。如果您的游戏需要 `5GB RAM`，则至少需要 `1GB` 内存用于交换。这意味着当它尝试访问该信息时，必须等待更长的时间才能获取。

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## 如何解决？

整个过程导致 `CPU` 使用率极高，在 `SWAP` 和 `RAM` 之间移动信息并同时处理信息请求。如何解决这个问题？

1. 告诉 `kswapd0` 仅当 `RAM` 完全耗尽时才将内容移至 `SWAP`。这是解决 `SWAP` 问题的最有效的方法。运行：
> ```sh
> echo vm.swappiness=0 | sudo tee -a /etc/sysctl.conf
> ```
> 其中`0`是应该使用 `SWAP` 的剩余百分比100（当 `RAM` 剩余 0% 时，`SWAP` 将开始接收数据）。您也可以根据自己的喜好编辑 `/etc/sysctl.conf`，而不是每次使用 `gedit` 或 `nano` 或其他任何方式都将此命令添加到其末尾，但请务必使用 `sudo`，该文件是 `root` 拥有的。重新启动即可设置！

2. 减少其他进程对 `RAM` 的消耗或在运行高内存程序时关闭其他程序。这就是为什么大多数游戏会告诉您在玩之前关闭所有其他窗口，或者安装也会执行相同的操作。文件同步服务之类的东西往往会占用大量内存。

3. 购买更多内存。安装 `RAM` 并不像听起来那么难。小隔间上的一两个螺丝（如果您使用的是笔记本电脑），然后轻轻一按即可。只要确保您购买的是正确的类型即可！

4. `CPU` 的较低进程与 `RAM` 的处理非常相似。这将有助于 `RAM` 到 `SWAP` 突发的顺利进行。

这是你能做的最好的事情了。其他人可能会说完全禁用交换，但这很危险，我不建议这样做。如果存在内存泄漏或运行的应用程序过多，可能会导致整个系统冻结。只要意识到 `SWAP` 是 `RAM` 的故障保护装置即可。它绝对不如 RAM 快或高效，但它比 `Window` 的 `Pagefile` 更好！（达到同样的目的）

> PS：如果您有兴趣了解有关 `SWAP` 的更多信息，请[参阅此处](https://help.ubuntu.com/community/SwapFaq#What_is_swappiness_and_how_do_I_change_it.3F)。

kswapd0 以 99.9% 的 CPU 利用率运行，但实际上根本不进行交换
对我来说，这种情况有时会发生在 Ubuntu 14.04 上，内核为 3.19.0-50-generic（及更早版本），在 VMware 虚拟机中运行。我不知道是什么让它出现，但它是在空闲时间出现的。

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## 虚拟机案例

`Ubuntu` 虚拟机好像比较常见这个问题，对我来说，一般是由于运行了一些占用内存较高的程序，导致内存不足，然后使 `kswapd0` 占用了极高的 `CPU`，此时你的虚拟机可能处于极度卡断甚至卡死的状态。

### top指令显示

```bash
top - 12:32:49 up  1:07,  2 users,  load average: 37.44, 34.58, 23.84
Tasks: 131 total,   1 running, 129 sleeping,   1 stopped,   0 zombie
%Cpu(s):  0.1 us, 92.7 sy,  0.0 ni,  0.0 id,  6.7 wa,  0.0 hi,  0.4 si,  0.1 st
MiB Mem :    949.7 total,     63.8 free,    822.6 used,     63.4 buff/cache
MiB Swap:      0.0 total,      0.0 free,      0.0 used.     17.3 avail Mem 

    PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU  %MEM     TIME+ COMMAND 
     42 root      20   0       0      0      0 S  99.9   0.0  10:33.85 kswapd0 
   1662 root      20   0   51.9g 318704    128 D   1.1  32.8   0:40.20 node 
   2418 root      20   0  926288 226560    128 S   0.9  23.3   0:06.01 esbuild 
```
### 临时解决方案

重新启动虚拟机（服务器）可以暂时解决问题。当然希望你没有设置那个很吃内存的程序开机自启。。。否则你就要赶在服务器卡死之前连上并停止那个程序了。。。

> 最简单的方法时直接在云服务商控制台重启虚拟机。

按照 serverfault 上的答案（当使用交换时，kswapd 通常使用 100% CPU），我的系统上有相同的设置：

```sh
# cat /proc/sys/vm/swappiness
60
# cat /proc/sys/vm/vfs_cache_pressure
100
# cat /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
[always] madvise never
```

`echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches` 该解决方案实际上以 `root` 用户身份运行：

```sh
# cat /proc/sys/vm/drop_caches
0
# echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches
# cat /proc/sys/vm/drop_caches
1
```
或者，正如theTuxRacer所指出的（谢谢！），如果您没有以 root 身份登录，请使用以下命令：
```
echo 1 | sudo tee /proc/sys/vm/drop_caches
```

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### 永久解决方案（待找到）？

但由于实际原因尚不清楚，而且我在网上也没有找到任何合适的解释，所以这不是一个永久的解决方案。事实上，所选择的答案可能是永久的解决方案。我只是想添加此内容以供将来参考，因为重新启动肯定不是最好的解决方案。

另一种解决方案可能是将 `THP` 设置为 或 `madvice`（never请参阅poige对他的答案的评论，`How do I edit “/sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled”` 以及引用的关于禁用透明大页 (THP) 的MongoDB 手册）

### 计划任务

我已将以下批处理设置为 cron 作业作为“永久”解决方案：
```sh
#!/bin/bash
# Rev 2: Use ps instead of top

## run as cron, thus no $PATH, thus need to define all absolute paths
cpu=$(/usr/bin/printf %.0f $(/bin/ps -o pcpu= -C kswapd0))

[[ -n $cpu ]] \
&& (( $cpu >= 90 )) \
&& echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches \
&& echo "$$ $0: cache dropped (kswapd0 %CPU=$cpu)" >&2 \
&& exit 1

exit 0
```
`root@localhost:~# crontab -e` 从 `with` 调用
```sh
# m h  dom mon dow   command
  * *  *   *   *     /bin/bash /path/to/batch/drop_caches.sh >> /var/log/syslog 2>&1
```
注意：上面的 `cron` 作业脚本已被修改以包含 `Fredrik Erlandsson` 的建议：一种更简单、更有效的方法来确定 `kswapd0` 的 `CPU` 使用情况。谢谢！

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