聊聊：Linux的內存管理機制

導讀	常常遇到一些剛接觸Linux的新手會問內存佔用怎麼那麼多？ 在Linux中常常發現空閒內存不多，彷佛全部的內存都被系統佔用了，表面感受是內存不夠用了，其實否則。

這是Linux內存管理的一個優秀特性，在這方面，區別於Windows的內存管理。主要特色是，不管物理內存有多大，Linux 都將其充份利用，將一些程序調用過的硬盤數據讀入內存，利用內存讀寫的高速特性來提升Linux系統的數據訪問性能。而Windows是隻在須要內存時，才爲應用程序分配內存，並不能充分利用大容量的內存空間。換句話說，每增長一些物理內存，Linux都將能充分利用起來，發揮了硬件投資帶來的好處，而Windows只將其作爲擺設，即便增長8GB甚至更大。

Linux的這一特性，主要是利用空閒的物理內存，劃分出一部份空間，作爲cache、buffers ，以此提升數據訪問性能。

頁高速緩存(cache)是Linux內核實現的一種主要磁盤緩存。它主要用來減小對磁盤的I/O操做。具體地講，是經過把磁盤中的數據緩存到物理內存中，把對磁盤的訪問變爲對物理 內存的訪問。

磁盤高速緩存的價值在於兩個方面：

第一，訪問磁盤的速度要遠遠低於訪問內存的速度，所以，從內存訪問數據比從磁盤訪問速度更快。

第二，數據一旦被訪問，就頗有可能在短時間內再次被訪問到。

下面來了解下Linux內存管理機制：

1、物理內存和虛擬內存

咱們知道，直接從物理內存讀寫數據要比從硬盤讀寫數據要快的多，所以，咱們但願全部數據的讀取和寫入都在內存完成，而內存是有限的，這樣就引出了物理內存與虛擬內存的概念。

物理內存就是系統硬件提供的內存大小，是真正的內存，相對於物理內存，在Linux下還有一個虛擬內存的概念，虛擬內存就是爲了知足物理內存的不足而提出的策略，它是利用磁盤空間虛擬出的一塊邏輯內存，用做虛擬內存的磁盤空間被稱爲交換空間（Swap Space）。

做爲物理內存的擴展，Linux會在物理內存不足時，使用交換分區的虛擬內存，更詳細的說，就是內核會將暫時不用的內存塊信息寫到交換空間，這樣以來，物理內存獲得了釋放，這塊內存就能夠用於其它目的，當須要用到原始的內容時，這些信息會被從新從交換空間讀入物理內存。

Linux的內存管理採起的是分頁存取機制，爲了保證物理內存能獲得充分的利用，內核會在適當的時候將物理內存中不常用的數據塊自動交換到虛擬內存中，而將常用的信息保留到物理內存。

要深刻了解Linux內存運行機制，須要知道下面提到的幾個方面：

Linux系統會不時的進行頁面交換操做，以保持儘量多的空閒物理內存，即便並無什麼事情須要內存，Linux也會交換出暫時不用的內存頁面。這能夠避免等待交換所需的時間。

Linux進行頁面交換是有條件的，不是全部頁面在不用時都交換到虛擬內存，Linux內核根據」最近最常用「算法，僅僅將一些不常用的頁面文件交換到虛擬內存，有時咱們會看到這麼一個現象：Linux物理內存還有不少，可是交換空間也使用了不少。其實，這並不奇怪，例如，一個佔用很大內存的進程運行時，須要耗費不少內存資源，此時就會有一些不經常使用頁面文件被交換到虛擬內存中，但後來這個佔用不少內存資源的進程結束並釋放了不少內存時，剛纔被交換出去的頁面文件並不會自動的交換進物理內存，除非有這個必要，那麼此刻系統物理內存就會空閒不少，同時交換空間也在被使用，就出現了剛纔所說的現象了。關於這點，不用擔憂什麼，只要知道是怎麼一回事就能夠了。

交換空間的頁面在使用時會首先被交換到物理內存，若是此時沒有足夠的物理內存來容納這些頁面，它們又會被立刻交換出去，如此以來，虛擬內存中可能沒有足夠空間來存儲這些交換頁面，最終會致使Linux出現假死機、服務異常等問題，Linux雖然能夠在一段時間內自行恢復，可是恢復後的系統已經基本不可用了。

所以，合理規劃和設計Linux內存的使用，是很是重要的.

原文來自：  https://www.linuxprobe.com/linux-neicun-guanli.html