linux 内存空间分配

Linux内存空间分配是操作系统中至关重要的一环，它涉及到如何高效、安全地管理计算机的内存资源。以下是对Linux内存空间分配的基础概念、类型、应用场景以及优化策略的详细解析：

基础概念

• 物理内存与虚拟内存：物理内存是系统硬件提供的实际内存大小，而虚拟内存则是为了扩展物理内存不足而提出的策略，利用磁盘空间虚拟出的一块逻辑内存。
• 内存分页：Linux将虚拟内存和物理内存划分为固定大小的页，通过页面表将虚拟地址映射到物理地址，实现内存的高效管理。

类型

• 伙伴系统：用于管理物理内存，将内存块按照2的幂次方大小进行分组，减少外部碎片，提高内存利用率。
• slab分配器：主要用于管理内核内存，通过预先分配一定数量的内存块来减少分配和释放的开销，特别适用于频繁创建和销毁的小对象。

应用场景

内存空间分配策略广泛应用于各种需要高效管理内存的场合，如服务器运维、云原生应用开发等。

优化策略

• 页面置换算法：当物理内存不足时，Linux会使用页面置换算法将不常用的页面移出内存，如LRU算法和时钟算法，以释放空间给新的页面使用。
• 内存回收：通过页面回收器和内存压缩机制来释放不再使用的内存资源，合并碎片化的内存空间。
• 内存保护：通过页表的权限设置来实现内存的保护机制，限制对内存的访问权限，提高系统的安全性。

通过上述策略和方法，Linux能够确保内存资源的高效利用和系统的稳定运行。