作業系統專欄 Linux儲存管理

我們將會從兩個方面來說linux的儲存管理：

首先來簡單介紹一下buddy記憶體管理演算法：

buddy演算法是經典的記憶體管理演算法。

演算法基於計算機處理二進位制的優勢具有極高的效率。

演算法主要是為了解決記憶體外碎片的問題。

那麼，什麼是記憶體頁內碎片，什麼是記憶體頁外碎片呢？

頁內碎片:內部碎片是已經被分配出去（能明確指出屬於哪個程序）的記憶體空間大於請求所需的記憶體空間，不能被利用的記憶體空間就是內部碎片。

頁外碎片：

外部碎片是指還沒有分配出去（不屬於任何程序），但是由於大小而無法分配給申請記憶體空間的新程序的記憶體空閒塊。

在進行記憶體分配的時候，buddy記憶體分配原則是：向上取整為2的冪大小。

比如，70k->128k,129k->256k,666k->1024k

並且，buddy記憶體管理核心演算法為乙個「夥伴系統」。

夥伴，指的是記憶體的夥伴。

一片連續記憶體的夥伴，是相鄰的另一片大小一樣的連續記憶體。

其具體流程如下：

建立一系列空閒塊鍊錶，每一種都是2的冪

假設儲存空間有1m大小，我們目前有的空閒儲存塊為1k 2k 4k 8k…1m

我們需要先對程序塊向上取整為128k。然後考慮記憶體塊的分配。

先查詢是否有空閒的128k記憶體塊，有就分配，沒有就查詢256k，直到找到合適的。

最後，假如我們找到的是1m，那麼，1m-128k=872k，有872k是沒有占用了，那麼我們就可以切割出2的整數冪大小的記憶體塊分配出去/進行**。

交換空間（swap）是磁碟的乙個分割槽，linux物理記憶體存滿的時候，就會把一部分記憶體交換至swap空間，swap空間是初始化系統的時候配置的。但也有一定問題，swap是在硬碟上的儲存空間，我們的linux是執行在記憶體上的，如果一旦頻繁切換swap，linux執行速度就會極大的降低。

linux交換空間有三個依賴，分別如下：

冷啟動記憶體依賴

系統睡眠依賴

大程序空間依賴

說到這裡，我們也一定會想起類似功能的概念：虛擬記憶體。

swap空間

虛擬記憶體

swap空間存在於磁碟

虛擬記憶體存在於磁碟

swap空間與主存發生置換

虛擬記憶體與主存發生置換

swap空間是作業系統概念

虛擬記憶體是程序概念

swap空間解決系統物理記憶體不足的概念

虛擬記憶體解決程序物理記憶體不足的問題

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