Linux 内存优化性能实战

2024-01-09 17:34:17

1、Linux内存是怎么工作的

1. 内存映射

大多数计算机用的主存都是动态随机访问内存(DRAM),只有内核才可以直接访问物理内存。Linux内核给每个进程提供了一个独立的虚拟地址空间,并且这个地址空间是连续的。这样进程就可以很方便的访问内存(虚拟内存)。

虚拟地址空间的内部分为内核空间和用户空间两部分,不同字长的处理器地址空间的范围不同。32位系统内核空间占用1G,用户空间占3G。64位系统内核空间和用户空间都是128T,分别占内存空间的最高和最低处,中间部分为未定义。

并不是所有的虚拟内存都会分配物理内存,只有实际使用的才会。分配后的物理内存通过内存映射管理。为了完成内存映射,内核为每个进程都维护了一个页表,记录虚拟地址和物理地址的映射关系。页表实际存储在CPU的内存管理单元MMU中,处理器可以直接通过硬件找出要访问的内存。

当进程访问的虚拟地址在页表中查不到时,系统会产生一个缺页异常,进入内核空间分配物理内存,更新进程页表,再返回用户空间恢复进程的运行。

MMU以页为单位管理内存,页大小4KB。为了解决页表项过多问题Linux提供了多级页表和HugePage的机制。

虚拟内存空间分布

用户空间内存从低到高是五种不同的内存段:

  • 只读段 代码和常量等

  • 数据段 全局变量等

  • 堆 动态分配的内存,从低地址开始向上增长

  • 文件映射 动态库、共享内存等,从高地址开始向下增长

  • 栈 包括局部变量和函数调用的上下文等,栈的大小是固定的。一般8MB

2. 内存分配与回收

文章来源:https://blog.csdn.net/qq_35029061/article/details/135435981
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