虚拟地址空间其实包含两部分。

一部分是内核空间#xff0c;另一部分就是用户…内存主要是用来存储系统和应用程序的指令、数据、缓存等

内存映射

内存是需要安全机制保护的所以只有内核才可以直接访问物理内存。

进程如果要访问内存需要通过独立的虚拟地址空间。

虚拟地址空间其实包含两部分。

一部分是内核空间另一部分就是用户空间。

进程有用户态和内核态用户态下只能访问用户空间只有切换到内核态时才可以访问内核空间。

内存映射其实就是将物理地址内存映射到虚拟内存。

为每个进程维护了一张页表

页表其实是存储在CPU的内存管理单元MMU中。

当发生缺页中断的时候进入内核分配内存更新进程页表然后返回用户空间。

TLB是MMU中的高速缓存通过减少上下文切换可以减少TLB的刷新次数就可以提高TLB的使用率。

进而提高CPU的内存访问性能。

MMU是按照4KB为一页进行存储的如果是4GB内存那么就需要100多W页表项进行存储才可以实现整个地址空间的映射。

为了解决页表项过多的问题Linux提供了两种机制多级页表大页

多级页表其实就是按照多个层级最后按照对应的偏移地址。

如下就是通过4级页表来管理。

并且只存储使用的内存。

虚拟内存空间分布

分配小于128K的内存使用完并不立即归还给系统而是缓存起来重复利用

mmap()

直接使用内存映射来分配也就是在文件映射段找一块空闲内存分配出去。

而当内存不足时

回收缓存使用LRU算法等进行回收。

回收不常用的内存通过交换分区直接写到磁盘中杀死进程内存紧张时通过OOM杀死占用大量内存的进程。

交换分区

其实就是把一块磁盘当作内存来使用把不需要的进程数据先存储到磁盘中称为幻出把数据从磁盘拉入内存称为换入。

但是swap可以增加系统内存但是磁盘读写慢所以会导致严重的内存性能问题。

OOM

内核的一种保护机制监控进程内存的使用情况大概就是为每个进程进行评分oom_socre。

占用分数比较高的就容易被杀死。

/proc

total是总内存、used是硬使用内存包含共享内存、free是未使用内存、shared是共享内存的大小。

buff/cache

本篇主要简要介绍虚拟内存、内存如何分配、如何回收的、以及如何进行查看内存占用TOP、FREE两个命令。