Linux系统的内存管理

Linux是一个开放源代码的、自由软件和UNIX类操作系统，它以效率著称。Linux内存管理对于系统跑的高效稳定至关重要，因此Linux系统的内存管理也是十分重要的。

内存简介

内存是计算机的一种重要组成部分，其作用是存放正在运行的程序和数据，因此内存的管理也是计算机系统中的关键之一。在Linux系统中，每个进程都有自己的地址空间，这样不同进程间的地址空间是完全隔离的，每个进程都无法访问其他进程的内存。

内存管理的重要性

内存管理的任务是在有限的内存空间中高效地分配和使用内存。在大部分编程语言中，我们只需要指定需要的内存大小，而在Linux中，内存大小是有限的，因此必须进行内存管理。内存管理的失败可能会导致程序崩溃或系统崩溃，因此，内存管理的重要性不言而喻。

Linux内存管理机制

Linux内存管理机制包括物理内存管理和虚拟内存管理两部分。物理内存管理是操作系统将物理内存分配给进程，并监听内存的使用情况，以便定期执行内存回收或重新分配内存。虚拟内存管理则是使应用程序认为它有比实际物理内存更多的可用内存。

物理内存管理

Linux中，物理内存由物理页框组成，页框是由硬件（如CPU和内存控制器）管理的。内核中的页表将虚拟地址映射到物理内存，可以实现虚拟内存管理。内核通过物理内存管理中的页式存储器映射机制（通常称为paging）来管理物理内存。当需要使用某段内存时，内核将尝试从空闲内存池中获取足够的内存，如果没有足够的空闲内存可用，它将执行页面置换来获取更多内存。

虚拟内存管理

虚拟内存是计算机操作系统中的一项重要技术，通过使用硬盘空间来扩大可用的内存容量。在Linux系统中，使用虚拟内存时，内存空间被分成许多页，每一页都有一个虚拟地址和一个物理地址，虚拟地址由进程使用，物理地址由操作系统使用。当要访问一个虚拟地址时，操作系统会检查这个虚拟地址是否对应一个物理地址。如果还没有对应的物理地址，操作系统会寻找一个空闲页框，将数据从磁盘中加载到该页框中，然后将虚拟地址与物理地址建立映射关系，最后将数据传输到进程中。