优质linux虚拟内存实现机制[深入理解linux虚拟内存]

网友未来提问：linux虚拟内存设置为多少合适

Linux是一套免费使用和自由传播的类UNIX操作系统，是款独立的非常强大的系统，有着很多的爱好者，那么今天我们就一起来了解一下他那独特的虚拟内存机制吧。

【虚拟内存常见问题】

linux的虚拟内存机制：

1、每个进程都有自己独立的4G内存空间，各个进程的内存空间具有类似的结构。

Linux内存管理采用的是页式管理，使用的是多级页表，动态地址转换机构与主存、辅存共同实现虚拟内存一个新进程建立的时候，

将会建立起自己的内存空间，此进程的数据，代码等从磁盘拷贝到自己的进程空间，哪些数据在哪里，

都由进程控制表中的task_struct记录，task_struct中记录中一条链表，记录中内存空间的分配情况，

哪些地址有数据，哪些地址无数据，哪些可读，哪些可写，都可以通过这个链表记录每个进程已经分配的内存空间，都与对应的磁盘空间映射。

2、每个程序都能看到一片完整连续的地址空间，这些空间并没有直接关联到物理内存，而是操作系统提供了内存的一种抽象概念，

使得每个进程都有一个连续完整的地址空间，在程序的运行过程，再完成虚拟地址到物理地址的转换。

我们同样知道，进程的地址空间是分段的，存在所谓的数据段，代码段，bbs段，堆，栈等等。每个段都有特定的作用。

同时计算机没有那么多的内存（n个进程就需要对应n*4G内存），建立一个进程，就要把磁盘上的程序文件拷贝到进程对应的内存中去，

对于有一个程序对应多个进程这种情况，浪费内存。

3、每个进程的4G内存空间只是虚拟内存空间，每次访问内存空间的某个地址，都需要把地址翻译为实际物理地址所有进程共享同一物理内存，

每个进程只把自己目前需要的虚拟内存空间映射并存储到物理内存上进程要知道哪些内存地址上的数据在物理内存上，哪些不在，还有在物理内存上的哪里，

需要页表记录页表的每一个表项分为两部分，第一部分记录此页是否在物理内存上，第二部分记录物理内存的地址当进程访问某个虚拟地址，

去查看页表，如果对应的数据不在物理内存中，，则缺页异常缺页异常的处理过程，就是把进程需要的数据从磁盘拷贝到物理内存中，

如果内存已经满了

，没有空地方，那就找一个页进行覆盖，当然如果被覆盖的页曾经被修改过，需要将此页写回磁盘。

4、竟然每个进程的内存空间都是一致而且固定的，所以链接器在链接执行文件时，可以设定内存地址，而 不用去管这些数据最终实际的内存地址，

这是有独立内存

空间的好处当不同的进程使用同样的代码时，比如库文件中的代码，物理内存中可以只存储一份这样的代码，

不同的进程只需要把自己的虚拟内存映射过去就可以了，节省内存在程序需要分配连续的内存空间的时候，

只需要在虚拟内存空间分配连续空间，而不需要实际物理内存的连续空间，可以利用碎片。

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