物理内存、页面文件、交换区和虚拟内存

物理内存,顾名思义,就是实实在在存在的那个东西,插在你电脑主板上的内存条所提供的空间。

    页面文件,这个是硬盘上的一块空间,在Windows下表现为一个文件。这个页面文件存在的意义就是在物理内存被占用满以后,将物理内存中的东西移动到硬盘上的这个空间,腾出物理内存给需要的应用程序来使用。

    交换区,这个是物理内存和页面文件空间的总和,“交换”的含义,则是指在硬盘文件、CPU和其它IO之间进行数据的传递和暂存(这句话对于了解计算机运行基本流程的人来说应该可以理解)。

    虚拟内存,这个概念恐怕是目前为止最为含混不清的一个东西了,会有很多种不同的含义。在这里,我先说一下在一个程序猿眼中的虚拟内存是个啥。

    很显然,这个世界上的电脑配置是五花八门,可用的物理内存数量也是分为很多等级的。作为一个苦逼的程序猿,我们不可能在考虑程序逻辑的时候还要去 考虑客户的机器有多少内存可以用,也不可能去详细调查实际的物理内存地址是多少到多少,好在OS会为我们完成这些工作。每一个运行的进程,都会获得一个 4G的内存地址空间,这就是所谓的虚拟内存,这里面的所有地址都是虚拟的,和物理内存啥的并不直接挂钩。而在操作系统那头,这些虚拟地址所映射到的实际地 址,可以是物理内存地址,也可以是页面文件的地址。如果是物理内存小于这个虚拟地址的范围的话,映射的物理内存还可能是重复的物理内存地址片段,使用的时 候可以通过清空内存数据,将内存数据写入页面文件这样的方式进行物理内存的重新利用,以提高物理内存的利用效率。

    而不少人,尤其是对Windows刚有所了解的人,所理解的虚拟内存,往往是指页面文件。这也是微软的意见,他们在自己的操作系统中就是这么写的,见下图:



    而在Aida64,或者说是曾经的Everest中,虚拟内存是交换区 + 物理内存 = 物理内存 * 2 + 页面文件。老实说,我并没有理解这个的概念是什么。

 其实上述虚拟内存的说法都没有什么问题,都是约定俗成的说法,关键是要搞清楚什么时候的“虚拟内存”是指什么,概念不混淆就可以。

    顺便吐个槽,我发现Win7的内存调度很诡异,物理内存不是边占用边释放的,总是等到占用率很高(接近满)的时候,来个集中释放,也就是写入页面 文件。我的笔记本硬盘硬盘性能不咋样,给这么一搞整个就会卡死半天,而下载软件开时间长一点的话很容易就把物理内存占满。据说是这 Superfetch(拼错没?)的效果,关了以后内存占用率确实上升的慢了一点,不过占用率感觉还是偏高,看着真不爽。

几个概念

1、交换空间swap
交换空间是专门用于临时存储内存的一块磁盘空间,通常在页面调度和交换进程数据时使用,通常推荐交换空间的大小应该是物理内存的二到四倍。
2、页面调度
页面调度是指从磁盘向内存传输数据,以及相反的过程,这个过程之所以被称为页面调度,是因为Unix内存被平均划分成大小相等的页面;

通常页面大小为4KB和8KB(在Solaris中可以用pagesize命令查看)。

当可执行程序开始运行时,它的映象会一页一页地从磁盘中换入,与此类似,当某些内存在一段时间内空闲,就可以把它们换出到交换空间中,这样就可以把空闲的RAM交给其他需要它的程序使用。
3、交换
页面调度通常容易和交换的概念混淆,页面调度是指把一个进程所占内存的空闲部分传输到磁盘上,而交换是指当系统中实际的内存已不够满足新的分配需求时,把整个进程传输到磁盘上,交换活动通常意味着内存不足。

UNIX内存管理:UNIX系统通过2种方法进行内存管理,“调页算法”,“交换技术”。
调页算法是将内存中最近不常使用的页面换到磁盘上,把常使用的页面(活动页面)保留在内存中供进程使用。
交换技术是系统将整个进程,而不是部分页面,全部换到磁盘上。正常情况下,系统会发生一些交换过程。

当内存严重不足时,系统会频繁使用调页和交换,这增加了磁盘I/O的负载。进一步降低了系统对作业的执行速度,即系统I/O资源问题又会影响到内存资源的分配。

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