Linux内存管理初探

    linux内存是后台开发人员，需要深入了解的计算机资源。合理的使用内存，有助于提升机器的性能和稳定性。本文主要介绍linux内存组织结构和页面布局，内存碎片产生原因和优化算法，linux内核几种内存管理的方法，内存使用场景以及内存使用的那些坑。从内存的原理和结构，到内存的算法优化，再到使用场景，去探寻内存管理的机制和奥秘。

一、走进 linux 内存

1、内存是什么？

  1) 内存又称主存，是CPU能直接寻址的存储空间，由半导体器件制成

  2) 内存的特点是存取速率快

  

2.内存的作用

  1) 暂时存放cpu的运算数据

  2) 硬盘等外部存储器交换的数据

  3) 保障cpu计算的稳定性和高性能

二、linux内存地址空间

1、linux内存地址空间Linux内存管理全貌

  

2、内存地址--用户态&内核态

• 用户态: Ring3运行于用户态的代码则要受到处理器的诸多
• 内核态: Ring0在处理器的存储保护中，核心态
• 用户态切换到内核态的3种方式: 系统调用、异常、外设中断
• 区别: 每个进程都有完全属于自己的，独立的，不被干扰的内存空间;用户态的程序就不能随意操作内核地址空间，具有一定的安全保护作用;内核态线程共享内核地址空间;

3、内存地址--MMU地址转换

• MMU是一种硬件电路，它包含两个部件，一个是分段部件，一个是分页部件
• 分段机制把一个逻辑地址转换为线性地址
• 分页机制把一个线性地址转换为物理地址