虚拟内存

Question

大多数关于虚拟内存的文献指出，作为一名应用程序开发人员，了解虚拟内存可以帮助我利用其强大的功能。我在Linux上开发应用程序已经有一段时间了，但我在编写代码时并不关心虚拟内存的复杂性。我是不是遗漏了什么？如果是这样，请说明我如何利用虚拟内存的工作方式。否则，如果我的问题没有意义，请让我知道！

Answer 1

实际上，这个概念非常简单。我不会在这里重复，但你应该拿起任何关于操作系统设计的书，它将在那里解释。我推荐来自Silberscahtz和Galvin的"Operating System Concepts“--这是我在大学里不得不用的，它很不错。

我能想到的虚拟内存知识可能会带给你一些东西：

• 学习在页面边界上分配内存，以避免浪费(仅适用于虚拟内存，不适用于通常的堆/堆栈内存)；
• 锁定内存中的一些页面，以便它们不会被交换到硬盘；
• 守护程序保护某些地址范围，并在以后提交实际内存；
• 可能使用NX (不可执行)位来提高安全性，但我不确定这一点。

<代码>H111在32位系统上访问>4 4GB的PAE。<代码>H212<代码>F213

尽管如此，所有这些东西只有在非常特定的场景中才有用处。事实上，99%的应用程序不需要关心这一点。

补充道：说，知道所有这些事情绝对是件好事，这样当它们出现时，你就可以识别出它们。当心--有权力就有责任。

Answer 2

这是一个有点模糊的问题。

使用虚拟内存的方式，主要是通过使用内存映射文件。有关详细信息，请参阅mmap()手册页。

不过，您可能会隐式地使用它，因为任何动态库都是作为映射文件实现的，而且许多数据库库也使用它们。

使用来自高级语言的映射文件的接口通常非常不方便，这使得它们不太有用。

使用映射文件的主要好处是：

• 访问文件的各个部分时没有系统调用开销(这实际上可能是一个缺点，因为如果发生页错误，则可能会有同样多的开销)
• 不需要将数据从操作系统缓冲区复制到应用程序缓冲区-这可以提高performance
• Ability，以便在进程之间共享内存。

一些缺点是：

• 32位计算机可能会耗尽地址空间easily
• Tricky以正确处理文件扩展
• 没有简单的方法来查看当前驻留了多少页(但是，可能有一些方法)
• 不适合实时应用程序，因为页错误可能会导致IO请求，从而阻塞线程(但是，文件可以锁定在内存中，但仅当有足够的内存时)。

Answer 3

对于当今的大多数应用程序，程序员可以保持不知道计算机内存的工作方式，而不会造成任何危害。但有时--例如，当您想要改进程序的内存占用时--您最终必须自己操作内存。在这种情况下，了解内存是如何工作的是至关重要的。

换句话说，尽管你确实可以在没有虚拟内存的情况下生存，但学习虚拟内存只会让你成为一名更好的程序员。

我认为Wikipedia article可以是一个很好的开始。