Linux理解-內存管理 學習總結

啃了一下的Linux的內存管理部分，大概框框理解了一下，下面本身總結下備忘。

1. 內存管理涉及的概念不少，包括地址映射、虛擬地址空間等等。

2. 內存管理主要分爲內核的內存管理以及進程（用戶空間）的內存管理，內核通常使用1G，進程使用3G。

3. 進程的內存管理：（小內存brk實現，大內存mmap實現）

    1）進程所使用的內存是虛擬地址，並非直接的物理內存，中間須要必定的機制進行映射，這裏不討論映射機制，瞭解便可。

    2）每一個進程須要用到內存的主要有text、data、bss、heap、stack，就是一些程序、變量等，主要分兩類，靜態分配的關於變量等，動態分配的使用heap的，這裏主要學習動態分配的heap（堆）。（靜態分配會自動釋放，動態分配要手工free釋放）

    3）進程如何動態分配內存：使用malloc（）函數，就能夠取得內存。

    4）虛擬地址與物理地址：進程經過malloc（）得到的只是虛擬地址空間，並未實際佔用物理內存，直到真正使用的時候才進行地址映射，取得物理內存的空間。

    5）malloc細節：glibc的函數maloc經過系統調用brk（）或mmap（）來分配內存。

         小塊內存（<=128kbytes），使用brk（）

         大塊內存（>128kbytes），使用mmap（）

    6）brk（）：是堆機制，內存分配一直往上堆，儘可能先從現有的堆中分配，沒有的話，經過brk（）增大堆。這裏涉及如何分配的各類算法，這裏不討論。

    7）mmap（）：大塊內存的時候申請。

    8）重點_brk()的free：若是是經過brk（）申請的空間，使用free（）釋放後，並不會立刻釋放給系統，而是釋放給glibc管理器統一分配協調。glibc是經過查看堆頂的連續空間是否有大於必定的值，若是有的話，才進行釋放，不然不釋放。

   例子：若是進程申請了10塊堆的空間，其中9塊已經釋放了，有1塊在離堆頂最近的地方可是沒有釋放，那麼這十塊就都沒有辦法釋放。

   9）mmap（）的free：mmap會直接free掉，不會出現brk（）的問題。

4. 內核的內存管理：經過slab機制，主要解決小內存的問題。

    1）內核的內存主要有對象和控制結構使用。

    2）slab爲內核中經常使用的對象創建專門的對象池，好比task結構的池。

    3）維護通用的對象池，好比32字節大小的對象池

    4）控制結構有兩種方式，若是控制結構較大，使用專門的頁面，若是較小，使用對象池。

5. 內存管理的緩存：內存中會有一部內存被暫時保存，以便下次調用的時候不須要從新分配和初始化，主要有cache和buffer兩種類型。只有等到系統內存不夠的時候，

能夠用cache和buffer中的內存，因此能夠這裏理解cache和buffer：是已經分配可是當前不可用的內存，當系統內存不足的時候能夠用。

6. free命令：

               total       used       free     shared    buffers     cached

Mem:       100           60        40          0           10         10

-/+ buffers/cache:     40        60

Swap:    10 10 10

簡單解釋下：buffers和cached就是已經分配，可是還未用的。

Mem：這一行的used就是包括buffer/cache的，free就是當前目前立刻可用的。

第3行：used是不包括buffer/cache的，就是實際使用的，free是包括buffer和cache的。

總結下：其實就是從2個角度看系統內存的狀態，一個是從不算上buffer和cache的角度，一個是算上cache/buffer的角度。