第九章《虚拟内存》

什么是虚拟内存

虚拟内存的出现是为了更有效的管理内存、减少出错。它提供了3个非常重要的能力：

• 它将主存看做是一个存储在磁盘上的地址空间的高速缓存
• 它为每个进程提供了一致的地址空间，从而简化了内存管理
• 它保护了每个进程的地址空间不被其它进程破坏

物理寻址

计算机系统的主存被组织成一个连续字节大小的数组，每个字节都有一个唯一的物理地址，类似于下标，通过物理地址来访问内存的方式称为物理寻址

虚拟寻址

计算机CPU通过一个虚拟地址来访问主存，这种方式称为虚拟寻址。虚拟地址终将会被转换为物理地址，这个过程被称为地址翻译，由CPU中的内存管理单元完成

虚拟页

VM系统将虚拟内存分割为大小固定的块，称作虚拟页

在任意时刻，虚拟页面的集合都分为三个不相交的子集：

• 未分配的：VM系统还未分配或创建的页。未分配的块没有任何数据和它们相关联，因此也就不占用任何磁盘空间
• 缓存的：当前已缓存在物理内存中的已分配页
• 未缓存的：未缓存在物理内存中的已分配页

内存映射

Linux通过将一个虚拟内存区域与一个磁盘上的对象关联起来，以初始化这个虚拟内存区域的内容，这个过程称为内存映射，虚拟内存区域可以映射到两种类型的对象中的一种：

• Linux文件系统中的普通文件
• 匿名文件