内存管理
内存管理的发展历程
DOS时代 - 同一时间只能有一个进程在运行(也有一些特殊算法可以支持多进程)
windows9x - 多个进程装入内存 1:内存不够用 2:互相打扰
为了解决这两个问题,诞生了现在的内存管理系统:虚拟地址 分页装入 软硬件结合寻址
分页(解决内存不够用问题)
内存中分成固定大小的页框(4K),把程序(硬盘上)分成4K大小的块,用到哪一块,加载那一块,加载的过程中,如果内存已经满了,会把最不常用的一块放到swap分区, 把最新的一块加载进来,这个就是著名的LRU算法
- LRU算法 LeetCode146题,头条要求手撕,阿里去年也要求手撕
- Least Recently Used 最不常用
- 哈希表(保证 查找操作O(1)) + 链表 (保证 排序操作和新增操作 O(1)))
- 双向链表 (保证 左边指针 指向右边块)
虚拟内存(解决相互打扰问题)
- DOS Win31 … 互相干掉
- 为了保证互不影响 - 让进程工作在虚拟空间,程序中用到的空间地址不再是直接的物理地址,而是虚拟的地址,这样,A进程永远不可能访问到B进程的空间
- 虚拟空间多大呢?寻址空间 - 64位系统 2 ^ 64,比物理空间大很多 ,单位是byte
- 站在虚拟的角度,进程是独享整个系统 + CPU
- 内存映射:偏移量 + 段的基地址 = 线性地址 (虚拟空间)
- 线性地址通过 OS + MMU(硬件 Memory Management Unit)
为什么使用虚拟内存?
- 隔离应用程序
- 每个程序都认为自己有连续可用的内存
- 突破物理内存限制
- 应用程序不需要考虑物理内存是否够用,是否够分配等底层问题
- 安全
- 保护物理内存,不被恶意访问
缺页中断(不是很重要):
需要用到页面内存中没有,产生缺页异常(中断),由内核处理并加载
ZGC
算法叫做:Colored Pointer(颜色指针)
GC信息记录在指针上,不是记录在头部, immediate memory use
42位指针 寻址空间4T JDK13 扩展成 16T 目前为止最大16T=2^44
CPU如何区分一个立即数 和 一条指令
总线内部分为:数据总线 地址总线 控制总线
地址总线目前:48位
颜色指针本质上包含了地址映射的概念