Swap voll: Was der Auslagerungsspeicher ist und warum Ihr Server trotz freier Festplatte ausbremst

Morgens kommt die Warnung aufs Handy: „Swap bei 98 %, kritisch.“ Der erste Gedanke: Die Festplatte läuft voll, schnell Speicher dazukaufen. Ein Blick auf den Server zeigt aber reichlich freien Plattenplatz. Was ist dann voll? Die Antwort hat mit dem Arbeitsspeicher zu tun, und sie lässt sich mit einem Schreibtisch und einem Aktenschrank erklären. Wir zeigen, was hinter der Meldung steckt, woran Sie das Problem erkennen und warum der naheliegende Griff zu „mehr Swap“ es nur verschiebt.

Das Bild: Schreibtisch und Aktenschrank

Jeder Rechner, ob Laptop im Büro oder Server im Rechenzentrum, hat zwei sehr unterschiedliche Arten von Speicher.

Der Arbeitsspeicher (RAM) ist der Schreibtisch. Alles, woran gerade gearbeitet wird, liegt hier: das geöffnete Programm, die Website, die gerade ausgeliefert wird, die Datenbank, die gerade antwortet. Auf dem Schreibtisch geht alles sehr schnell, denn man muss nur zugreifen. Dafür ist er begrenzt. Sind 16 GB eingebaut, passen 16 GB drauf, nicht mehr.

Der Swap ist der Aktenschrank daneben. Wird der Schreibtisch voll, räumt das Betriebssystem Unterlagen weg, die gerade niemand anfasst, und legt sie in den Schrank. Der Schrank ist ein fest reservierter Bereich auf der Festplatte. Unter Windows heißt er Auslagerungsdatei, unter Linux und macOS Swap. Gemeint ist dasselbe.

Wichtig: Im Aktenschrank wird nicht gearbeitet. Programme laufen immer auf dem Schreibtisch. Braucht ein Programm eine Unterlage aus dem Schrank, muss sie erst zurück auf den Tisch geholt werden, und dafür muss oft etwas anderes in den Schrank. Das kostet Zeit, denn selbst eine schnelle SSD ist beim Zugriff um ein Vielfaches langsamer als Arbeitsspeicher.

Festplatte voll oder Swap voll? Der entscheidende Unterschied

Hier liegt das häufigste Missverständnis. Der Aktenschrank hat eine feste Größe, die einmal eingerichtet wurde, zum Beispiel 8 oder 12 GB. „Swap 98 %“ heißt: Dieser Schrank ist voll. Die übrige Festplatte kann gleichzeitig halb leer sein.

Deshalb hilft es auch nicht, Dateien zu löschen, die Festplatte aufzuräumen oder mehr Online-Speicher zu buchen. Wer seinen Plattenplatz tatsächlich knapp hat, findet das passende Vorgehen in unserem Beitrag Festplatte voll: Speicherplatz freigeben. Ein voller Swap ist dagegen fast immer ein Zeichen, dass der Arbeitsspeicher für das, was auf dem Rechner läuft, zu knapp ist.

Woran Sie es erkennen

Am PC oder Laptop:

• Der Wechsel zwischen Programmen dauert Sekunden, obwohl jedes Programm für sich flüssig läuft.
• Ein Browser-Tab, der eine Weile im Hintergrund lag, lädt beim Zurückwechseln spürbar nach.
• Die Festplatte arbeitet ständig, der Lüfter läuft, obwohl Sie gerade nichts Aufwendiges tun.
• Nach einem Neustart ist alles wieder schnell, nach ein paar Stunden Arbeit kommt das Stocken zurück.

Am Server:

• Die Überwachung meldet einen hohen Swap-Füllstand, oft nachts oder morgens.
• Websites oder Schnittstellen antworten mal sofort, mal mit mehreren Sekunden Verzögerung.
• Einzelne Dienste sind plötzlich beendet, ohne dass jemand etwas geändert hat. Im Systemprotokoll steht dann „Out of memory“.
• Die Auslastung des Prozessors steigt, obwohl nicht mehr Besucher kommen als sonst.

Der letzte Punkt am Server ist der gefährliche: Sind Schreibtisch und Aktenschrank beide voll, gibt es keinen Platz mehr. Dann beendet das Betriebssystem selbst Programme, um sich Luft zu verschaffen. Welche es trifft, entscheidet nicht Ihr Betrieb, sondern eine Regel im System. Im ungünstigen Fall ist es die Datenbank oder der Mailserver.

Ist ein voller Swap immer schlimm?

Nein, und das macht die Lage tückisch. Liegen im Schrank nur Unterlagen, die wirklich niemand braucht, etwa Dienste, die nachts einmal laufen und sonst schlafen, merkt man vom vollen Swap nichts. Der Schreibtisch ist frei für die eigentliche Arbeit.

Zum Problem wird es in zwei Fällen. Erstens, wenn der Schrank voll ist und der Schreibtisch weiter zuläuft: Dann fehlt der Puffer, und das System muss Programme beenden. Zweitens, wenn ständig umgeräumt wird: Eine Unterlage wandert in den Schrank, wird kurz darauf wieder gebraucht, eine andere muss dafür raus, und so weiter. Fachleute nennen das Thrashing. Der Rechner ist dann vor allem mit Umräumen beschäftigt und kaum noch mit Arbeiten.

Welcher Fall vorliegt, sieht man nicht am Füllstand allein, sondern nur daran, wie viel Arbeitsspeicher noch verfügbar ist und wie oft tatsächlich zwischen Schrank und Tisch hin- und hergeräumt wird.

Warum ein größerer Aktenschrank nicht reicht

Die naheliegende Idee: Swap ist voll, also Swap vergrößern. Das geht schnell und die Warnung verschwindet. Gelöst ist damit aber nichts.

• Der Schreibtisch bleibt gleich klein. Alles, was gerade gebraucht wird, muss weiterhin auf den Tisch. Ein größerer Schrank macht nichts schneller.
• Das Problem wird nur verschoben. Wächst der Bedarf weiter, ist auch der größere Schrank irgendwann voll, nur später und mit noch mehr Umräumen davor.
• Die Ursache bleibt unentdeckt. Häufig sind es gar nicht die eigentlichen Anwendungen, sondern vergessene Testinstallationen, doppelt gestartete Dienste oder ein Programm, das mit der Zeit immer mehr Speicher belegt und nie wieder freigibt.

Und ein Netzlaufwerk als Swap? Die Frage kommt oft, wenn ohnehin ein großer Online-Speicher oder eine Speicherbox gebucht ist. Davon raten wir ab. Swap über das Netzwerk ist noch einmal deutlich langsamer, und hakt die Verbindung, kann das ganze System hängen bleiben. Online-Speicher ist für Sicherungen und Archive da, nicht als Ersatz für Arbeitsspeicher.

Als kurzfristige Überbrückung ist ein größerer Swap trotzdem legitim, etwa bis ein Server-Upgrade eingeplant ist. Wichtig ist nur, dass danach die eigentliche Arbeit folgt.

Was wirklich hilft: die vollständige Checkliste

• Verursacher messen, nicht raten. Welche Programme belegen wie viel Arbeitsspeicher, und welche liegen wie stark im Swap? Erst danach wird entschieden.
• Vergessenes aufräumen. Testinstallationen, alte Versionen und doppelt laufende Dienste beenden. Auf Servern, an denen über Monate gebaut wurde, ist das oft der größte Einzelposten.
• Gleiches zusammenlegen. Laufen dieselbe Anwendung oder derselbe Dienst mehrfach nebeneinander, lässt sich das oft in einem Prozess bündeln.
• Speicherfresser begrenzen. Dienste, die mit der Zeit immer mehr belegen, bekommen eine Obergrenze oder einen geplanten Neustart, bis die Ursache im Programm behoben ist.
• Swap sinnvoll bemessen. Als Puffer für ruhende Dienste, nicht als Ersatz für fehlenden Arbeitsspeicher. Unter Linux lässt sich zusätzlich einstellen, wie früh ausgelagert wird.
• Arbeitsspeicher erweitern. Am PC durch zusätzliche Speicherriegel, sofern das Gerät es zulässt. Beim Mietserver durch einen Wechsel auf das nächstgrößere Paket. Das ist die einzige Maßnahme, die den Schreibtisch tatsächlich größer macht.
• Überwachung mit zwei Werten. Nicht nur den Swap-Füllstand melden lassen, sondern auch den verfügbaren Arbeitsspeicher. Erst beide zusammen zeigen, ob es eilt.

So sehen Sie selbst nach

Windows: Task-Manager öffnen (Strg + Umschalt + Esc), Reiter „Leistung“, dann „Arbeitsspeicher“. Unter „Zugesichert“ sehen Sie, wie viel Arbeitsspeicher und Auslagerungsdatei zusammen belegt sind. Liegt der erste Wert nah am zweiten, ist es eng.

macOS: Aktivitätsanzeige öffnen, Reiter „Speicher“. Unten zeigt die Kurve „Speicherdruck“ die Lage: Grün ist in Ordnung, Gelb wird es knapp, Rot fehlt Arbeitsspeicher. Daneben steht „Benutzter Swap“.

Linux-Server: Der Befehl free -h zeigt Arbeitsspeicher und Swap. Entscheidend ist die Spalte „available“ in der Zeile für den Arbeitsspeicher, nicht „free“. Wie viel jeder einzelne Dienst ausgelagert hat, zeigt der Befehl allerdings nicht, dafür braucht es eine genauere Auswertung.

Selbst machen oder machen lassen?

Selbst machen ist realistisch am eigenen PC: Programme schließen, die im Hintergrund mitlaufen, Autostart ausdünnen, zu viele offene Browser-Tabs reduzieren. Wie stark gerade der Browser am Arbeitsspeicher zieht, steht in unserem Beitrag Browser frisst Arbeitsspeicher. Weitere Handgriffe für Windows finden Sie unter PC langsam: Windows optimieren.

Machen lassen lohnt sich, sobald ein Server betroffen ist, auf dem Website, Shop, Mail oder Datenbank Ihres Betriebs laufen. Dort ist die Frage nicht nur „was ist voll“, sondern „welcher von vielen Diensten verursacht es, und was passiert, wenn man ihn stoppt“. Ein falsch beendeter Dienst kann genau das lahmlegen, was eigentlich geschützt werden sollte. Und ein Upgrade des Servers ist erst dann sinnvoll, wenn klar ist, dass nicht ein einzelnes vergessenes Programm den Speicher frisst.

Vorbeugen: damit die Warnung gar nicht erst kommt

• Testinstallationen nach Abschluss sofort wieder beenden, nicht „für später“ laufen lassen.
• Neue Dienste erst starten, wenn klar ist, wie viel Arbeitsspeicher sie brauchen und ob noch Platz ist.
• Den Speicherbedarf einmal im Monat ansehen. Wachstum zeigt sich über Wochen, nicht über Nacht.
• Ein Upgrade einplanen, bevor es eilt. Unter Zeitdruck ist das passende Paket beim Anbieter nicht immer sofort verfügbar.

Wenn Ihr Linux-Server dauerhaft betreut werden soll, finden Sie unser Angebot unter Linux-Support. Für langsame Arbeitsrechner ist PC & Laptop der richtige Einstieg.

Quellen: Linux-Kernel-Dokumentation zur Speicherverwaltung (Swap, vm.swappiness, OOM-Killer), Microsoft Learn „Einführung in die Auslagerungsdatei“, Apple Support „Speicherauslastung in der Aktivitätsanzeige auf dem Mac anzeigen“.