深入理解linux内存管理

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一、内存管理：一文读懂Linux内存组织结构及页面布局

1.什么是记忆？

1）内存，又称主存，是CPU可以直接寻址的存储空间，由半导体器件构成；

2）内存的特点是访问速度快，有中断。计算机一般不保存数据，不是持久性设备；

2．内存的作用

1）暂时存储CPU的计算数据

2）外接硬盘等内存交换的数据

3）保证系统的稳定性和稳定性CPU计算机的高性能

1．Linux内存地址空间Linux内存管理概述

2．内存地址——用户态&内核态

3.内存地址-MMU地址转换

4．内存地址-分段机制

1）段选择符

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2)分段实施

5.内存地址-分页机制（32位）

6．用户态地址空间

7．内核态地址空间

8．进程内存空间

内存管理算法——对于那些讨厌自己管理内存的人来说是天赐之物

1.内存碎片

1）基本原理

2）如何避免内存碎片

2.合伙人体系算法-组织架构

1）理念

2）外部碎片化

3.伙伴体系算法-申请与回收

1）申请算法

2）回收算法

3）条件

4．超过4M内存如何分配？

1）为什么要限制大块内存的分配？

2）如何在内核中获取大于4M的大内存

5．合作伙伴系统-反碎片机制

1）不可移动页面

2）回收页面

算法-基本原理

1）基本概念

2）内部碎片

分配器的结构

详细参考：

经典|图解Linux内存性能优化的核心思想

8．Slab缓存

1）普通缓存

2）专用缓存

9.内核态内存池

1）基本原理

2）内核API

10.用户态内存池

1)C++示例

内存

1）什么是DMA

2）DMA信号

内存不足的时代已经过去了吗？不行，内存再充裕，也不能随意使用。

1.内存使用场景

2.用户态内存分配函数

a)如果当前连续内存块足够realloc，则只需对p的空间进行扩展，并返回p的指针地址。此时q和p指向的地址是相同的

b)如果当前连续内存块不够长，则找一个足够长的地方，分配一块新的内存q，并添加将p指向的内容复制到q，返回q。并删除p指向的内存空间

3。内核态内存分配函数

4．malloc申请内存

5．页面错误异常

6.用户进程访问内存分析

7．共享内存

1）原理

2）shm接口

1.C内存泄漏

2.C野指针

3.C资源访问冲突

4．STL迭代器失败

错误示例：如果删除当前迭代器，则迭代器将失效

正确示例：当迭代器被删除时，需要保存下一个迭代器

5。C++11智能指针

(1)原理分析：

(2)数据结构：

(3)用法：

6.C++11更小、更快、更安全

6.如何查看内存

可以通过cat/proc/slabinfo命令查看

可以通过/proc/sys/vm/drop_caches查看释放情况

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二、Linux内存占用分析的几个方法，你知道几个？

在Linux系统上，密切监控内存管理是维持业务稳定性的关键。一系列内置指令可以深入了解内存状态，以确保最佳性能。以下是一些必备的工具和指标：

free命令：该命令显示内存使用情况、缓冲区，支持单位转换和连续监控。一个简单的例子将展示它的威力。
vmstat：这个长期监控工具报告内存、CPU、磁盘等的实时状态，是诊断问题的宝贵资源。
/proc/meminfo：隐藏在系统文件系统中，这个宝库提供了内存使用情况的详细数据，包括总内存、缓存和交换空间。
top/htop：实时检查内存和CPU使用情况，同时显示进程信息，对于快速发现问题非常有效。
mpstat、psaux、prstat：这些工具专注于特定的性能指标，例如CPU负载、中断数量和进程CPU时间。

监控的关键指标包括：

内存写入速度和交换区域大小（KB/秒）
磁盘读取和数量写块数
中断数和CPU上下文切换次数
用户进程和系统进程CPU时间
空闲时间（包括IO等待）

常见如果CPU负载过高（r超过CPU核心数的4倍，则可能需要进行进程优化。或者硬件资源增加了。
内存瓶颈（每秒交换次数超过200页）意味着检查您的内存使用策略考虑添加内存或启用优先级分页。
即使CPU空闲，您也应该检查内存泄漏。

使用这些工具时，应注意负载警告，这可能表明系统处于压力之下，例如当r超过CPU数量或顶部负载超过某个值时临界点。

综上所述，熟悉这些监控指标，关注系统资源的变化，可以帮助您快速发现并解决应用和硬件层面的问题，优化资源分配，保证系统稳定运行。这有助于确保。系统的。