Linux理解-内存管理 学习总结

啃了一下的Linux的内存管理部分，大概框框理解了一下，下面自己总结下备忘。

1. 内存管理涉及的概念很多，包括地址映射、虚拟地址空间等等。

2. 内存管理主要分为内核的内存管理以及进程（用户空间）的内存管理，内核一般使用1G，进程使用3G。

3. 进程的内存管理：（小内存brk实现，大内存mmap实现）

    1）进程所使用的内存是虚拟地址，并不是直接的物理内存，中间需要一定的机制进行映射，这里不讨论映射机制，了解即可。

    2）每个进程需要用到内存的主要有text、data、bss、heap、stack，就是一些程序、变量等，主要分两类，静态分配的关于变量等，动态分配的使用heap的，这里主要学习动态分配的heap（堆）。（静态分配会自动释放，动态分配要手工free释放）

    3）进程如何动态分配内存：使用malloc（）函数，就可以取得内存。

    4）虚拟地址与物理地址：进程通过malloc（）获得的只是虚拟地址空间，并未实际占用物理内存，直到真正使用的时候才进行地址映射，取得物理内存的空间。

    5）malloc细节：glibc的函数maloc通过系统调用brk（）或mmap（）来分配内存。

         小块内存（<=128kbytes），使用brk（）

         大块内存（>128kbytes），使用mmap（）

    6）brk（）：是堆机制，内存分配一直往上堆，尽量先从现有的堆中分配，没有的话，通过brk（）增大堆。这里涉及如何分配的各种算法，这里不讨论。

    7）mmap（）：大块内存的时候申请。

    8）重点_brk()的free：如果是通过brk（）申请的空间，使用free（）释放后，并不会马上释放给系统，而是释放给glibc管理器统一分配协调。glibc是通过查看堆顶的连续空间是否有大于一定的值，如果有的话，才进行释放，否则不释放。

   例子：如果进程申请了10块堆的空间，其中9块已经释放了，有1块在离堆顶最近的地方但是没有释放，那么这十块就都没有办法释放。

   9）mmap（）的free：mmap会直接free掉，不会出现brk（）的问题。

4. 内核的内存管理：通过slab机制，主要解决小内存的问题。

    1）内核的内存主要有对象和控制结构使用。

    2）slab为内核中常用的对象建立专门的对象池，比如task结构的池。

    3）维护通用的对象池，比如32字节大小的对象池

    4）控制结构有两种方式，如果控制结构较大，使用专门的页面，如果较小，使用对象池。

5. 内存管理的缓存：内存中会有一部内存被暂时保存，以便下次调用的时候不需要重新分配和初始化，主要有cache和buffer两种类型。只有等到系统内存不够的时候，

可以用cache和buffer中的内存，所以可以这里理解cache和buffer：是已经分配但是当前不可用的内存，当系统内存不足的时候可以用。

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

简单解释下：buffers和cached就是已经分配，但是还未用的。

Mem：这一行的used就是包括buffer/cache的，free就是当前目前马上可用的。

第3行：used是不包括buffer/cache的，就是实际使用的，free是包括buffer和cache的。

总结下：其实就是从2个角度看系统内存的状态，一个是从不算上buffer和cache的角度，一个是算上cache/buffer的角度。