内存回收:
应用程序通过 malloc 函数申请内存的时候,实际上申请的是虚拟内存,此时并不会分配物理内存。
当应用程序读写了这块虚拟内存,CPU 就会去访问这个虚拟内存, 这时会发现这个虚拟内存没有映射到物理内存, CPU 就会产生缺页中断,进程会从用户态切换到内核态,并将缺页中断交给内核的 Page Fault Handler (缺页中断函数)处理。
缺页中断处理函数会看是否有空闲的物理内存,如果有,就直接分配物理内存,并建立虚拟内存与物理内存之间的映射关系。
如果没有空闲的物理内存,那么内核就会开始进行回收内存的工作,回收的方式主要是两种:快速内存回收,直接内存回收和kswapd内存回收。
回收内存页类型
文件页和匿名页的回收都是基于 LRU 算法。可以调整文件页和匿名页的回收倾向,使MMU优先回收文件页,从而减少内存回收对系统性能的影响(回收内存时伴随着大量的磁盘访问,而干净页不需要操作磁盘)。因此,实际系统又据此此为五种链表:匿名页的 active 链表,inactive 链表和文件页的active 链表, inactive 链表,非回收链表
- LRU_INACTIVE_ANON:非活动匿名页链表,里面存放的是最近没有被访问过的页描述符。在内存回收时,会从该链表中取出部分页框放入swap分区。其活动标志PG_active是0。
- LRU_ACTIVE_ANON:活动匿名页链表,按最近访问时间排序放置页描述符,这些页框不能直接放入到swap分区,需要先放到LRU_INACTIVE_ANON链表中。其活动标志PG_active是1。
- LRU_INACTIVE_FILE:非活动文件页链表,存放的是最近没有被访问过的文件页描述符,在内存回收时。这些页框可以取出一部分回写到硬盘,然后被释放掉。其活动标志PG_active是0。
- LRU_ACTIVE_FILE:活动文件页链表,按最近访问时间排序放置页描述符,这些页框不能直接被回收,需要先放入到LRU_INACTIVE_FILE链表中。其活动标志PG_active是1。
- LRU_UNEVICTABLE:在内存中被锁的页框,这些页框不能被回收。可能是匿名页,也可能是文件页。