简介
内存管理是操作系统中一个非常重要的组成部分，它负责管理计算机的物理内存资源，分配和回收内存给进程使用。Linux作为一个开源的操作系统，在内存管理方面有着丰富的功能和优化方案，本文将介绍一些主要的概念和技术。
物理内存管理
Linux操作系统将计算机的物理内存划分为许多大小相等的页面（或称为内存页），通常大小为4KB或8KB。物理内存管理主要包括页面分配、页面回收和页面替换等功能。
页面分配
当一个进程需要内存时，Linux内核调用分页算法从内存管理单元中分配一个适当大小的页面给进程使用。常用的分页算法有首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法等。
页面回收
当一个进程释放了已经使用的内存页，Linux内核将这些页面回收，并重新放入内存管理单元的可用空间中。回收页面的过程包括释放页面的映射、标记页面为可用并加入空闲链表等。
页面替换
当内存不足时，Linux内核会采用页面替换算法选择一些页面并将它们从内存中移除，以便为新的页面分配空间。常用的页面替换算法有最不经常使用算法、最近未使用算法和时钟页面算法等。
虚拟内存管理
Linux采用了虚拟内存管理技术，将进程的虚拟地址空间映射到物理内存中。虚拟内存管理主要包括地址转换、页面映射和页表管理等功能。
地址转换
地址转换是指将进程的虚拟地址转换为物理地址的过程。Linux采用了分页机制，通过页表实现地址转换。每个进程都有自己的页表，其中每个表项记录了虚拟页和物理页的映射关系。
页面映射
页面映射是指将虚拟页和物理页建立映射关系的过程。Linux内核通过页面映射将进程的虚拟地址空间映射到物理内存中，以便进程可以访问和操作内存中的数据。
页表管理
页表管理是指管理进程页表的数据结构和操作。Linux内核为每个进程维护一个页表结构，通过使用位图和链表等数据结构来管理和操作页表。
内存优化
除了基本的内存管理功能外，Linux还提供了许多内存优化方案，以提高内存的利用率和性能。
内存压缩
Linux内核提供了内存压缩技术，将内存中的页面压缩并存储，以减少内存使用量。当需要使用压缩的页面时，内核会自动将其解压缩并放回内存中。
内存回收
Linux内核通过内存回收机制来回收不再使用的页面，以便给其他进程或系统使用。常见的内存回收技术包括页面换出、内存回退和内存回收器等。
内存分配器
Linux内核提供了多种内存分配器，用于分配和回收进程的内存。常用的内存分配器有伙伴系统、Slab分配器和SLUB分配器等。
总结
Linux下的内存管理是操作系统中非常重要的一部分，它负责管理计算机的物理内存资源，并提供虚拟内存管理和内存优化功能。在实际应用中，合理的内存管理可以提高系统的稳定性和性能，对于提高系统的可用性和效率具有重要意义。
本文来自极简博客，作者：时光旅人，转载请注明原文链接：Linux下的内存管理
