Linux内存管理：从分页机制开始

linux的内存管理系统有一个重要的基础：分页机制。在此基础上，它在虚拟内存，内存分配，内存火伴系统，swap和内存容量调剂中应用了一些新技术，以提高要求有限的内存性能。本文将从linux内存管理的分页机制开始，介绍一些新技术，并说明它们怎么提高系统性能。

Linux内存管理是基于分页机制的。在分页机制下，全部内存空间被分为大小相等的物理页面。每一个页面的尺寸可以根据实际需要而变化，典型的大小为4KB或8KB，这里的每一个页面被认为是物理装备，其中存储了区别程序运行时需要的内存映像。

Linux内存管理还包括虚拟内存突出特性。它也被称为分段，是一种将每一个进程的虚拟空间抽象成多个段的机制。每一个段内可以有n个物理内存页面，而且进程不能直接访问每一个段。只有使用轻量级的系统调用（syscall）及相关指令（如mmap），进程才能将每一个段的内容映照到物理地址空间。这样的好处是可以更好地利用物理内存，每一个页面可以被用来存储区别的程序，从而有效地提高内存利用率。

Linux内存管理还具有内存分配突出特性。Linux将内存划分为区别的分配池，每一个分配池支持区别的物理页面尺寸，比如4KB，8KB，16KB等。这样的分配可以更充分地利用系统内存，同时也有助于避免数据库内存碎片过量的现象。

最后，Linux内存管理系统还具有内存火伴系统，顾名思义，内存火伴系统会将物理页面分配给进程，并且会将连续内存页面分配给同一个进程，以更好地利用内存。因此，当进程需要释放内存时，它可以把邻近的内存页面一起释放，而不用分开释放，从而提高了内存利用率。

另外，Linux内存管理还具有swap，它是一种将内存页面设置为可换出，以便将未使用的页面以交换文件的情势存储在磁盘上的机制。使用swap机制可以极大地拓展系统内存，从而提高系统性能。

最后，Linux内存管理还支持内存容量调剂，它有助于减少低效内存使用，增加在系统内存利用效力。它的实现方法是使用一个内核线程定期扫描和分析所有运行的进程，再根据内存使用情况调剂页面大小，以减少内存碎片。

总的来讲，Linux内存管理使用分页机制的基础上，同时应用新技术，包括但不限于虚拟内存，内存分配，内存火伴系统，swap和内存容量调剂，提高了系统性能。这些新技术能够更有效地使用系统内存，有效地提高系统表现。