تحرير الذاكرة في أوبونتو: دليل شامل لتحسين الأداء

1. مقدمة

أوبونتو هو توزيعة لينكس مفتوحة المصدر وشائعة يستخدمها العديد من المستخدمين. ومع ذلك، عندما يعمل النظام لفترات طويلة، قد تبدأ الذاكرة في النفاد تدريجياً. يحدث هذا بسبب استيلاء الذاكرة المؤقتة (الكاش) والعمليات غير الضرورية على مساحة الذاكرة.

ستشرح هذه المقالة طرقاً محددة لتحرير الذاكرة في أوبونتو وتحسين أداء النظام. تستهدف المقالة المستخدمين المبتدئين والمتوسطين، وتقدم حلولاً عملية باستخدام أمثلة على الأوامر والبرامج النصية. إذا كنت تعرف العمليات الأساسية في أوبونتو، فيمكن لأي شخص تطبيق هذا المحتوى بسهولة.

فوائد قراءة هذه المقالة

 
• فهم كيفية عمل الذاكرة.

 

• تعلم طرق محددة لتحرير الذاكرة في أوبونتو.

 

• الحصول على نصائح لتحسين أداء النظام.

2. أساسيات إدارة الذاكرة في أوبونتو

أنواع الذاكرة وأدوارها

تتكون إدارة الذاكرة في أوبونتو من ثلاثة عناصر رئيسية:

 
1. RAM (الذاكرة الفعلية)
   هي المكان الذي يتم فيه تخزين البرامج والبيانات مؤقتاً. بما أنها ترتبط مباشرة بسرعة العمل، فإن وجود سعة كافية أمر بالغ الأهمية.

 

2. ذاكرة التخزين المؤقت (Cache Memory)
   هي بيانات يتم تخزينها مؤقتاً لتسريع إعادة استخدام البرامج والملفات. يمكن أن يؤدي زيادة ذاكرة التخزين المؤقت إلى تحسين السرعة، ولكن تراكمها بشكل مفرط قد يتسبب في نقص الذاكرة الفعلية.

 

3. منطقة التبادل (Swap Space)
   هي مساحة تخزين تُستخدم مؤقتاً عندما تكون ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) غير كافية. ومع ذلك، نظراً لأن محركات الأقراص الصلبة (HDD) ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD) أبطأ من ذاكرة الوصول العشوائي، فإن الاعتماد المفرط على مساحة التبادل يؤدي إلى تدهور الأداء.

طرق التحقق من استخدام الذاكرة الحالي

للتحقق من استخدام الذاكرة، استخدم الأوامر التالية:

أمر free -h

free -h

يعرض هذا الأمر استخدام الذاكرة بتنسيق سهل القراءة “للبشر”.

مثال على الإخراج:

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           7.7G        2.5G        1.8G        1.2G        3.4G        4.0G
Swap:          2.0G          0B        2.0G

 
• total: إجمالي الذاكرة

 

• used: الذاكرة المستخدمة

 

• free: الذاكرة المتاحة

 

• buff/cache: الذاكرة المستخدمة للتخزين المؤقت (cache)

 

• available: الذاكرة المتاحة فعلياً للاستخدام

أداة htop

إذا كنت تريد التحقق من استخدام الذاكرة في الوقت الفعلي، فإن htop مفيد.

 
1. التثبيت:

   sudo apt install htop

 
2. التشغيل:

   htop

تعرض واجهة المستخدم الملونة استخدام وحدة المعالجة المركزية (CPU) والذاكرة في الوقت الفعلي.

3. طرق تحرير الذاكرة المحددة

3.1 تحرير ذاكرة التخزين المؤقت للصفحة (Page Cache)

ما هي ذاكرة التخزين المؤقت للصفحة؟

ذاكرة التخزين المؤقت للصفحة هي آلية لتخزين الملفات والبيانات مؤقتاً في الذاكرة للوصول السريع. على الرغم من أنها ميزة مفيدة عادةً، إلا أنه في حالة نقص الذاكرة، يمكن تحرير ذاكرة التخزين المؤقت لتأمين الموارد.

طرق التحرير

لتحرير ذاكرة التخزين المؤقت، اتبع الخطوات التالية:

 
1. أمر تحرير ذاكرة التخزين المؤقت
   استخدم الأمر التالي لتحرير ذاكرة التخزين المؤقت.

   sudo sync && sudo sysctl -w vm.drop_caches=3

 
• sync: مزامنة البيانات التي يجب كتابتها على القرص.

 

• sysctl -w vm.drop_caches=3: تحرير ذاكرة التخزين المؤقت للصفحة.

 
1. طرق التحقق
   قبل وبعد تحرير ذاكرة التخزين المؤقت، استخدم free -h للتحقق من حالة الذاكرة.

ملاحظات

 
• قد يصبح النظام أبطأ مؤقتاً عند حذف ذاكرة التخزين المؤقت.

 

• عادةً ما يتم إدارة ذاكرة التخزين المؤقت تلقائياً، لذلك لا يلزم التحرير المتكرر.

3.2 تحسين مساحة التبادل (Swap Space)

ما هو التبادل؟

مساحة التبادل هي منطقة على القرص يتم فيها تخزين البيانات مؤقتاً عند نقص ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). نظراً لأنها أبطأ من ذاكرة الوصول العشوائي، فإن استخدام التبادل يمكن أن يؤدي إلى تدهور الأداء.

التحقق من مساحة التبادل

للتحقق من مساحة التبادل الحالية، استخدم الأمر التالي:

swapon --show

إضافة مساحة تبادل

إذا كانت مساحة التبادل غير كافية، فقم بإنشاء ملف تبادل جديد.

 
1. إنشاء ملف تبادل

   sudo fallocate -l 1G /swapfile

يقوم الأمر أعلاه بإنشاء ملف تبادل بحجم 1 جيجابايت.

 
2. تعيين الأذونات

   sudo chmod 600 /swapfile

 
3. تمكين التبادل

   sudo mkswap /swapfile
   sudo swapon /swapfile

 
4. التحقق
   تحقق مرة أخرى باستخدام swapon --show للتأكد من تمكين مساحة التبادل الجديدة.

تحرير التبادل

لتحرير التبادل، استخدم الأمر التالي:

sudo swapoff -a && sudo swapon -a

يؤدي هذا إلى إعادة البيانات الموجودة في التبادل إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

3.3 إنهاء العمليات غير الضرورية

ما هي العمليات غير الضرورية؟

تحديد وإنهاء العمليات التي تستهلك كمية كبيرة من الذاكرة في النظام ولكنها غير مستخدمة حالياً، مما يؤدي إلى تحرير الذاكرة.

طرق التحقق من العمليات

تحقق من العمليات التي تستهلك ذاكرة كبيرة باستخدام htop أو أمر ps aux.

 
1. أمر ps aux

   ps aux --sort=-%mem | head

يعرض هذا الأمر العمليات الأكثر استهلاكاً للذاكرة مرتبة تنازلياً.

 
2. أمر htop

 
• يمكنك التحقق من العمليات وإنهاؤها بسهولة باستخدام واجهة تفاعلية.

طرق إنهاء العمليات

حدد معرف العملية (PID) واستخدم الأمر التالي:

sudo kill -9 

4. استخدام أدوات تحرير الذاكرة التلقائية

4.1 إعداد zRAM

ما هو zRAM؟

zRAM هي تقنية تستخدم الذاكرة المضغوطة لزيادة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) افتراضياً. إنها أسرع من استخدام منطقة تبادل تعتمد على القرص، ويمكنها حل مشكلة نقص الذاكرة بكفاءة.

تثبيت وإعداد zRAM

 
1. تثبيت zRAM
   تتوفر أداة إعداد zRAM في المستودعات الرسمية لأوبونتو.

   sudo apt install zram-config

 
2. التحقق من عمل zRAM
   بعد التثبيت، يتم تمكينه تلقائياً. تحقق مما إذا كان zRAM مفعّلاً باستخدام الأمر التالي:

   swapon --show

إذا ظهر /dev/zram0 أو ما شابه ذلك في النتائج، فهذا يعني أنه مفعّل.

 
3. الإعدادات المخصصة
   إذا كنت ترغب في ضبط إعدادات zRAM، فقم بتحرير ملف الإعدادات.

   sudo nano /etc/default/zram-config

قم بتغيير نسبة الضغط أو الحجم حسب الحاجة، ثم أعد التشغيل.

فوائد استخدام zRAM

 
• تقليل الوصول إلى القرص، مما يحسن استجابة النظام.

 

• تقليل استخدام منطقة التبادل بشكل كبير.

4.2 إنشاء برنامج نصي لتحرير الذاكرة تلقائياً

إنشاء برنامج نصي بسيط

باستخدام هذا السكريبت، يمكنك أتمتة تحرير الذاكرة.

 
1. محتوى السكريبت

   #!/bin/bash
   sync && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
   echo "تم تحرير الذاكرة في: $(date)"

يحرر هذا السكريبت ذاكرة التخزين المؤقت للصفحة ويسجل وقت التحرير.

 
2. حفظ السكريبت
   احفظ الملف باسم memory_cleanup.sh.

   nano ~/memory_cleanup.sh

الصق الكود أعلاه واحفظه.

 
3. تعيين أذونات التنفيذ
   غيّر الأذونات لجعله قابلاً للتنفيذ.

   chmod +x ~/memory_cleanup.sh

 
4. التنفيذ اليدوي
   نفّذ السكريبت بالأمر التالي:

   sudo ~/memory_cleanup.sh

إعداد التنفيذ الدوري

لتنفيذ السكريبت بشكل دوري، استخدم cron.

 
1. تحرير إعدادات cron

   crontab -e

 
2. إضافة مهمة
   بإضافة السطر التالي، سيتم تنفيذ السكريبت كل ساعة.

   0 * * * * sudo ~/memory_cleanup.sh

 
3. الحفظ والتحقق
   احفظ الإعدادات وتحقق من تسجيل المهمة بشكل صحيح باستخدام الأمر التالي:

   crontab -l

4.3 ملاحظات

 
• استهلاك موارد zRAM: يستخدم الضغط موارد وحدة المعالجة المركزية، لذا يجب توخي الحذر عند تطبيقه على الأنظمة ذات الأداء المنخفض.

 

• تكرار تنفيذ السكريبت: من المهم ضبط تكرار التنفيذ بشكل مناسب. قد يؤدي التنفيذ المتكرر جداً إلى تدهور أداء النظام.

5. ملاحظات مهمة

5.1 فهم تأثير حذف ذاكرة التخزين المؤقت (Cache)

مخاطر حذف ذاكرة التخزين المؤقت

 
• تساعد ذاكرة التخزين المؤقت في تسريع النظام، لذا قد ينخفض ​​سرعة الوصول مؤقتاً عند حذفها.

 

• خاصة في خوادم قواعد البيانات أو البيئات التي تتطلب وصولاً متكرراً إلى الملفات، قد يكون حذف ذاكرة التخزين المؤقت له تأثير معاكس.

متى يكون الحذف ضرورياً؟

يجب إجراء حذف ذاكرة التخزين المؤقت فقط عندما تكون الذاكرة الفعلية مستنفدة وتفتقر إلى الموارد لتشغيل عمليات جديدة.

5.2 إدارة مساحة التبادل (Swap Space)

الاستخدام المفرط للتبادل

يؤدي الاستخدام المتكرر لمساحة التبادل إلى زيادة عمليات الإدخال/الإخراج للقرص، مما يقلل من استجابة النظام بشكل عام.

الحجم المناسب للتبادل

يعتمد الحجم المناسب لمساحة التبادل على استخدام النظام وسعة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). يرجى الرجوع إلى ما يلي للإعداد:

 
• ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) أقل من 2 جيجابايت: يوصى بتبادل حوالي ضعف حجم ذاكرة الوصول العشوائي.

 

• ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) 2 جيجابايت أو أكثر: يوصى بتبادل يساوي أو أقل من ذاكرة الوصول العشوائي.

تكرار تحرير التبادل

يساعد تحرير التبادل في حل مشكلات الذاكرة المؤقتة، ولكن تجنب التنفيذ المتكرر. إذا تم استخدام منطقة التبادل مرة أخرى، فسيتم فرض حمل إعادة التكوين.

5.3 مخاطر إنهاء العمليات

تحديد العمليات غير الضرورية

قد يؤدي إنهاء العمليات الضرورية للنظام عن طريق الخطأ إلى تعطل التطبيقات أو عدم استقرار النظام.

طرق الإنهاء الآمنة

استخدم htop أو ما شابه ذلك للتحقق من العمليات بعناية، وعند الإنهاء، استخدم الأمر التالي:

kill -9 

ومع ذلك، يجب استخدام kill -9 بحذر لأنه يقوم بإنهاء قسري.

5.4 ملاحظات عند استخدام zRAM

زيادة حمل وحدة المعالجة المركزية (CPU)

يستخدم zRAM خوارزميات الضغط، لذلك قد يؤثر على الأداء، خاصة في الأنظمة ذات الأداء المنخفض لوحدة المعالجة المركزية.

مراقبة الأداء

إذا قمت بتثبيت zRAM، فقم بالتحقق من حالة النظام بانتظام باستخدام أوامر htop و free.

5.5 ملاحظات عند إعداد السكريبتات التلقائية

تكرار تنفيذ السكريبت

قد يؤدي تنفيذ السكريبت بشكل مفرط إلى تكرار حذف ذاكرة التخزين المؤقت غير الضروري، مما يؤدي إلى تدهور أداء النظام. من المناسب ضبط إعدادات cron ليتم التنفيذ كل ساعة إلى ساعتين.

تسجيل السجلات

يساعد تسجيل نتائج تنفيذ السكريبت في السجلات على تحديد سبب المشكلات عند حدوثها بسهولة.

#!/bin/bash
sync && echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
echo "تحرير الذاكرة: $(date)" >> /var/log/memory_cleanup.log

6. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س1. هل أحتاج إلى تحرير الذاكرة بشكل متكرر؟

ج: لا داعي لذلك. يتم إدارة الذاكرة في أوبونتو تلقائياً، وعادة لا تحتاج إلى تحريرها يدوياً. يجب تحرير الذاكرة فقط في حالات معينة، مثل عندما تكون الذاكرة الفعلية غير كافية وينخفض أداء النظام.

س2. هل سيؤدي حذف ذاكرة التخزين المؤقت إلى إبطاء النظام؟

ج: قد ينخفض ​​السرعة مؤقتاً. تساهم ذاكرة التخزين المؤقت في التسريع، وبعد حذفها، سيتعين على النظام قراءة البيانات مرة أخرى. ومع ذلك، يساعد حذف ذاكرة التخزين المؤقت في مسح البيانات غير الضرورية وتأمين الموارد لعمليات جديدة.

س3. ما هو تأثير زيادة مساحة التبادل؟

ج: تمنع زيادة مساحة التبادل تعطل النظام عن طريق استخدام مساحة التبادل على القرص عندما تكون ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) غير كافية. ومع ذلك، نظراً لأن التبادل أبطأ من ذاكرة الوصول العشوائي، فإن الاعتماد المفرط عليه قد يؤدي إلى تدهور الأداء.

س4. هل توجد طرق لتحرير الذاكرة تلقائياً؟

ج: نعم، يمكنك أتمتة ذلك باستخدام السكريبتات والأدوات. على سبيل المثال، يمكنك استخدام cron لتشغيل سكريبت يحرر ذاكرة التخزين المؤقت بشكل دوري. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك تعويض نقص الذاكرة بكفاءة دون تدخل يدوي عن طريق تثبيت zRAM.

س5. هل يمكن أن يصبح النظام غير مستقر بعد تحرير الذاكرة؟

ج: إذا تم التحرير بالطريقة الصحيحة، فلا توجد مشكلة عادةً. ومع ذلك، إذا قمت بإنهاء عملية ضرورية عن طريق الخطأ أو حذفت ذاكرة تخزين مؤقت مهمة بشكل متكرر، فقد يصبح النظام غير مستقر. من المهم التعامل بحذر.

س6. هل zRAM فعال في جميع الأنظمة؟

ج: يظهر zRAM فعاليته بشكل خاص في الأنظمة ذات ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) القليلة. ومع ذلك، في الأنظمة عالية الأداء ذات ذاكرة الوصول العشوائي الكافية، قد يكون تأثير zRAM أقل. بالإضافة إلى ذلك، في الأنظمة ذات أداء وحدة المعالجة المركزية المنخفض، قد تصبح عملية ضغط zRAM عبئاً.

س7. إذا لم أشعر بالتأثير بعد تحرير الذاكرة، فما السبب؟

ج: قد تكون الأسباب التالية محتملة:

 
• تم حذف ذاكرة التخزين المؤقت بالفعل، ولم يكن هناك حاجة لتحرير إضافي.

 

• كان استخدام منطقة التبادل قليلاً، وتم تحسين الذاكرة الفعلية بالفعل.

 

• تدهور الأداء ناتج عن اختناقات أخرى في النظام (مثل حمل وحدة المعالجة المركزية أو إدخال/إخراج القرص).

7. الخلاصة

في هذه المقالة، شرحنا بالتفصيل طرق تحرير الذاكرة في أوبونتو، من المعرفة الأساسية إلى الخطوات المحددة. يعد نقص الذاكرة سبباً رئيسياً لتدهور أداء النظام، ولكن يمكن حله بفعالية من خلال الإدارة والتحرير المناسبين.

مراجعة النقاط الهامة

 
1. آلية إدارة الذاكرة في أوبونتو

 
• تتكون الذاكرة من “RAM” و “Cache” و “Swap”، ولكل منها دور مختلف. يساعد فهم ذلك في تحديد الحاجة إلى تحرير الذاكرة بشكل صحيح.

 
1. طرق التحرير المحددة

 
• تحرير ذاكرة التخزين المؤقت للصفحة: يمكن تحريرها بسهولة باستخدام أمر sync و vm.drop_caches.

 

• إدارة مساحة التبادل: تحسين استقرار النظام عند نقص ذاكرة الوصول العشوائي عن طريق إضافة ملفات التبادل أو تحريرها.

 

• إنهاء العمليات غير الضرورية: تحديد العمليات التي تستهلك ذاكرة كبيرة وإنهاؤها بأمان.

 
1. استخدام أدوات الأتمتة

 
• باستخدام zRAM والسكريبتات التلقائية، تصبح إدارة الذاكرة الدورية سهلة.

 
1. ملاحظات مهمة

 
• قد يؤثر حذف ذاكرة التخزين المؤقت أو التبادل على الأداء العام للنظام. يرجى ضبط التكرار والتوقيت بعناية.

 
1. حل الأسئلة الشائعة (FAQ)

 
• تمت الإجابة على الأسئلة الشائعة التي قد يواجهها القراء، مثل تكرار تحرير الذاكرة وتأثيراتها المحددة.

الخطوات المستقبلية

إدارة الذاكرة في أوبونتو لا تقتصر على مجرد التحرير، بل تتطلب مراقبة دورية وتخصيصاً مناسباً للموارد. يوصى بالنهج التالي:

 
• جعل مراقبة النظام عادة
  تحقق بانتظام من حالة الذاكرة باستخدام أوامر htop و free.

 

• تحسين كفاءة الذاكرة
  راجع الكفاءة الإجمالية للنظام، مثل تعطيل العمليات التي لا تستخدمها بشكل متكرر.

 

• استخدام الأدوات
  استفد من zRAM والأتمتة بواسطة السكريبتات لتقليل العبء.

نأمل أن يكون هذا المقال مفيداً لك في إدارة نظام أوبونتو الخاص بك بكفاءة أكبر والحفاظ على أداء مستقر. الصيانة الدورية وإدارة الموارد المناسبة هي مفتاح بيئة عمل مريحة.