深入探索Linux虚拟内存机制

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"深入理解Linux虚拟内存管理 英文版" 《Understanding the Linux Virtual Memory Manager》是Mel Gorman所著的一本关于Linux操作系统中虚拟内存管理的专业书籍。这本书深入探讨了Linux内核如何管理和优化内存资源,对于系统管理员、软件开发者以及对操作系统底层工作原理感兴趣的读者来说,是一份宝贵的参考资料。 Linux虚拟内存管理是操作系统中的核心组件之一,它负责将物理内存和虚拟内存之间的转换,确保多个进程可以高效且安全地共享有限的内存资源。虚拟内存系统的主要目标包括:提供地址空间隔离、实现内存交换以缓解物理内存压力、支持内存保护机制防止数据破坏,以及优化内存访问速度。 本书详细介绍了以下几个关键知识点: 1. **页表和地址转换**:Linux使用页表来映射虚拟地址到物理地址,通过多级页表结构提高地址映射效率。书中会解释如何设置和管理这些页表,以及如何处理页故障(page fault)。 2. **内存分配策略**:包括slab分配器和伙伴系统,它们用于高效地分配和回收内存块。slab分配器主要用于缓存对象,而伙伴系统则适用于大块内存的分配和释放。 3. **交换和交换分区**:当物理内存不足时,Linux会将部分不活跃的内存页写入磁盘上的交换分区,以腾出物理内存供其他进程使用。书中会阐述交换机制的工作原理。 4. **内存压缩**:在内存紧张的情况下,Linux内核可能会采用内存压缩技术,将内存页压缩后存储,以节省物理内存。 5. **内存调页策略**:Linux内核有一套复杂的算法来决定何时换入或换出内存页,如LRU(Least Recently Used)算法及其改进版本。 6. **内存缓存和缓冲区**:包括文件系统的缓冲区和缓存,它们极大地提高了I/O性能。书中会介绍如何管理和调整这些缓存。 7. **内存权限和访问控制**:通过页表项的权限位,Linux能够限制进程对内存的访问权限,防止数据泄露和恶意修改。 8. **内存泄漏检测和分析**:如何识别和处理可能导致系统性能下降的内存泄漏问题。 9. **实时内存管理**:对于实时系统,内存管理有特殊的需求,例如确定性的内存分配和释放。 通过阅读本书,读者将能够深入了解Linux内核如何在资源有限的环境中实现高效的内存管理,从而更好地优化系统性能,解决内存相关的系统问题。这本书不仅适合Linux内核开发者,也适合任何希望提升系统级编程和性能调优能力的人士。
2016-04-06 上传
作者: [爱尔兰] 戈尔曼(Gorm 出版社: 北京航空航天大学出版社 原作名: Understanding the Linux Virtual Memory Manager 内容简介 · · · · · · 深入理解Linux虚拟内存管理,ISBN:9787810777308,作者:(爱尔兰)戈尔曼著;白洛等 作者简介 · · · · · · Mel Gorman曾获得爱尔兰利马瑞克大学的计算机学士和硕士学位。他的研究领域广泛:从网页开发到摄影机的实时显示系统。Mel Gorman认为,即使是最难以攻克的项目也并没有想象中那么艰难。他曾经还担任过系统管理员,主要管理Linux, 也涉及到Solaris和Windows。现今Mel Gorman是都柏林IBM公司的Java程序开发员。 Mel Gorman的大部分技能都来自于他自己在利马瑞克大学的生活经历,与大学里计算机社区的广泛接触,以及实地工作经验这三者的完美结合。是计算机社区使他接触到了Linux,并相信Linux用途广泛,而绝不仅仅只是一个便利的邮箱地址。这个社区还使他对开放源码软件产生了兴趣,尤其是在Linux内核方面。他永远感激利马瑞克大学为他提供的这个平台,使他认识了许多有识之士,并有两年时间来研究VM。 闲暇时Mel Gorman喜欢和女友凯伦呆在一起,或者弹弹吉他(尽管并不擅长),读读手边的书籍,与朋友和家人(他们避免谈及有关VM的话题)一同消磨时光。又或是制订一些可能并无价值的计划(有时仅仅在想象中完成它们)。只要安迪说服他乘坐游艇是个不错的娱乐项目,他也会去尝试。Mel Gorman还在犹豫着是继续创作关于Linux的文章,还是向从前一样在Linux环境下编写程序,因为后者才是他最初的意愿。