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linux的內(nèi)存管理系統(tǒng)有一個(gè)重要的基礎(chǔ)：分頁(yè)機(jī)制。在此基礎(chǔ)上，它在虛擬內(nèi)存，內(nèi)存分配，內(nèi)存伙伴系統(tǒng)，swap和內(nèi)存容量調(diào)整中運(yùn)用了一些新技術(shù)，以提高要求有限的內(nèi)存性能。本文將從linux內(nèi)存管理的分頁(yè)機(jī)制開(kāi)始，介紹一些新技術(shù)，并說(shuō)明它們?nèi)绾翁岣呦到y(tǒng)性能。
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Linux內(nèi)存管理是基于分頁(yè)機(jī)制的。在分頁(yè)機(jī)制下，整個(gè)內(nèi)存空間被分為大小相等的物理頁(yè)面。每個(gè)頁(yè)面的尺寸可以根據(jù)實(shí)際需要而變化，典型的大小為4KB或8KB，這里的每個(gè)頁(yè)面被認(rèn)為是物理設(shè)備，其中存儲(chǔ)了不同程序運(yùn)行時(shí)需要的內(nèi)存映像。
Linux內(nèi)存管理還包括虛擬內(nèi)存突出特性。它也被稱為分段，是一種將每個(gè)進(jìn)程的虛擬空間抽象成多個(gè)段的機(jī)制。每個(gè)段內(nèi)可以有n個(gè)物理內(nèi)存頁(yè)面，而且進(jìn)程不能直接訪問(wèn)每個(gè)段。只有使用輕量級(jí)的系統(tǒng)調(diào)用（syscall）及相關(guān)指令（如mmap），進(jìn)程才能將每個(gè)段的內(nèi)容映射到物理地址空間。這樣的好處是可以更好地利用物理內(nèi)存，每個(gè)頁(yè)面可以被用來(lái)存儲(chǔ)不同的程序，從而有效地提高內(nèi)存利用率。
Linux內(nèi)存管理還具有內(nèi)存分配突出特性。Linux將內(nèi)存劃分為不同的分配池，每個(gè)分配池支持不同的物理頁(yè)面尺寸，比如4KB，8KB，16KB等。這樣的分配可以更充分地利用系統(tǒng)內(nèi)存，同時(shí)也有助于避免數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存碎片過(guò)多的現(xiàn)象。
最后，Linux內(nèi)存管理系統(tǒng)還具有內(nèi)存伙伴系統(tǒng)，顧名思義，內(nèi)存伙伴系統(tǒng)會(huì)將物理頁(yè)面分配給進(jìn)程，并且會(huì)將連續(xù)內(nèi)存頁(yè)面分配給同一個(gè)進(jìn)程，以更好地利用內(nèi)存。因此，當(dāng)進(jìn)程需要釋放內(nèi)存時(shí)，它可以把鄰近的內(nèi)存頁(yè)面一起釋放，而不用分開(kāi)釋放，從而提高了內(nèi)存利用率。
此外，Linux內(nèi)存管理還具有swap，它是一種將內(nèi)存頁(yè)面設(shè)置為可換出，以便將未使用的頁(yè)面以交換文件的形式存儲(chǔ)在磁盤上的機(jī)制。使用swap機(jī)制可以極大地拓展系統(tǒng)內(nèi)存，從而提高系統(tǒng)性能。
最后，Linux內(nèi)存管理還支持內(nèi)存容量調(diào)整，它有助于減少低效內(nèi)存使用，增加在系統(tǒng)內(nèi)存利用效率。它的實(shí)現(xiàn)方法是使用一個(gè)內(nèi)核線程定期掃描和分析所有運(yùn)行的進(jìn)程，再根據(jù)內(nèi)存使用情況調(diào)整頁(yè)面大小，以減少內(nèi)存碎片。
總的來(lái)說(shuō)，Linux內(nèi)存管理使用分頁(yè)機(jī)制的基礎(chǔ)上，同時(shí)運(yùn)用新技術(shù)，包括但不限于虛擬內(nèi)存，內(nèi)存分配，內(nèi)存伙伴系統(tǒng)，swap和內(nèi)存容量調(diào)整，提高了系統(tǒng)性能。這些新技術(shù)能夠更有效地使用系統(tǒng)內(nèi)存，有效地提高系統(tǒng)表現(xiàn)。
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網(wǎng)頁(yè)標(biāo)題：Linux內(nèi)存管理：從分頁(yè)機(jī)制開(kāi)始（linux內(nèi)存分頁(yè)機(jī)制）
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