内存概述
谈内存，就要谈其寻址。而要理解内存就要先理解其的逻辑地址、线性地址、物理地址。
物理地址：最容易理解的，它就是实实在在物理内存上的地址，你PC上有1G内存，那最大地址就是0x40000000.
线性地址：这是APP用的地址，也就是我们程序员写代码用的地址，它是一个虚拟地址，最终会被转化到物理地址。
逻辑地址：这是最麻烦的一个地址了，CPU发出的地址。
早期的CPU内部有20根地址线，能寻址2^20个地址（这些就是全部的线性地址），也就是128KB，但是其中的寄存器只有16位，只能寻址 2^16个地址，也就是64KB，怎么寻址512M呢？
把寻址分为两部分，基地址（CS寄存器）和 偏移地址（IP),CS:IP就是我们的逻辑地址。
用CS+IP就是2^32=4G. 但又一个问题又出来了 4G >512M 很多，怎么解决？
第一，浪费CPU的4跟地址线，规定系统支持最大内存就是512M;
第二,扩大内存到4G;
第三,引进虚拟内存（文件系统）充当内存（最优）。
CPU不能直接访问文件系统速度太慢？
那只能到CPU的要访问虚拟内存的时候去文件系统把数据加载到内存来了再给CPU。
出现地址冲突了？
在物理内存和逻辑内存中抽出一个地址叫线性地址，然后再能过快表（TLB）映射到真实的内存上去。
例：514M的内存，20根地址线。 现在CPU 发出 cs 0x1000 ip 0x0008 的逻辑地址，转化为 2^3*2^16+8=512M+8b线性地址。再通过查找快表TLB，得到 ox10000008对应着 0x00000008的物理地址
随着CPU的发展，现在CPU的地址线远大于内存的需求，现在机子中 逻辑地址=线性地址。
内存页式管理与快表
页式管理：把内存以4KB的大小切成页。
1.为什么要切成页：便于回收及换片，以免造成过多的空间碎片。
2.为什么要4K：你的系统是大存储可以改大点，如果此值过大会你又存储小文件，会严重浪费空间。比如你设置成100K，如果你这块只存了1K的数据就会造成99K的浪费。
上图TLB快表的实现方式：32位的线性地址会被分成3个部分，10位页目录，10位页表，12位页偏移。
问：如何让每个进程都感觉自己独享着内存？
答：让每个线程都拥有一张快表
问：上图快表占用的空间是1KB+1M=1205KB. 如果开10条进程就会占用 10M多内存
答：只有页目录会优先加入，页表用到再加入（一个程序不可能全用到）
问：TBL每次寻址都要使用，用不会影响速度
答：CPU中往往设计了TLB和Cache，用硬件实现的TBL加快了查找速度，Cache则缓存数据和指令，加快了数据的写入。
问：如果减少进程切换引起的快表切换的时间
答：映射内核地址空间及两进程共用的地方可以不用切换（线程切换可以全部不用切换）
引进ASID，区别每个进程访问快表的区域
虚拟内存
虚拟内存很好的利用了程序的局部性，因为程序在运行的时候不可能会使用满申请的内存数（系统把没使用的内存直接分配在文件中，这样子就感觉每个程序都有很大的内存，但感觉是感觉，如果很多线程同时一起使用，就会靠成崩溃了，就像大家一起去银行取钱）
Linux系统会不时的进行页面交换操作，以保持尽可能多的空闲物理内存，即使并没有什么事情需要内存，Linux也会交换出暂时不用的内存页面。这可以避免等待交换所需的时间。如果此时没有足够的物理内存来容纳这些页面，它们又会被马上交换出去，如此以来，虚拟内存中可能没有足够空间来存储这些交换页面，最终会导致linux出现假死机、服务异常等问题，也称为“内存抖动”。
进程空间
Mem表示内存总量为 1020092k 其中 824180k被用
swap中cached表示被用的内存有172404k被用作虚拟内存和真实内存交换的缓冲区
VIRT — 进程使用的虚拟内存总量,VIRT=SWAP+RES
RES — 进程使用的.未被换出的物理内存大小.RES=CODE+DATA
这二个数说明，进程实际申请 2594M，但才用了522m
系统角度除了引导系统的BIN区，整个内存空间主要被分成两个部分：
内核内存是Linux自身使用的内存空间：主要提供给程序调度、内存分配、连接硬件资源等程序逻辑使用。
用户内存是提供给各个进程主要空间：Linux给 各个进程提供相同的虚拟内存空间；这使得进程之间相互独立，互不干扰。实现的方法是采用虚拟内存技术：给每一个进程一定虚拟内存空间，而只有当虚拟内存实 际被使用时，才分配物理内存。
从进程的角度来看，进程能直接访问的用户内存（虚拟内存空间）被划分为5个部分：
代码区：代码区中存放应用程序的机 器代码，运行过程中代码不能被修改，具有只读和固定大小的特点。
数据区：存放了应用程序中的全局数据，静态数据和一些常量字符串等，其大小也是固定的。
堆区：是运行时程序动态申请的空间，属于程序运行时直接申请、释放的内存资源。
栈区：用来存放函数的传入参数、临时变量，以及返回地址等数据。
栈区未使用区：是分配新内 存空间的预备区域。（堆区和栈区要扩大）
JAVA进程空间
上图是JDK 7时合进程进程空间对应图。每个进程都要符和进程空间的标准。而我们JAVA程序也不例外，谁叫他运行在操作系统上呢？
JVM进程模型的代码区和数据区指的是JVM自身的，而非Java程序的。
永久代本质上是Java程序的代码区和数据区。
新生代和老年代才是Java程序真正使用的堆空间，主要用于内存对象的存储；比如C++执行new操作时，会触发一次分配内存空间的系统调用，由操作系统的线程根据对象的大小分配好空间后返回；同时，程序释放对象时，比如C++执行delete操作时，也会触发一次系统调用，通知操作系统对象所占用的空间已经可以回收。 JVM对内存的使用和一般进程不同。JVM向操作系统申请一整段内存区域（具体大小可以在JVM参数调节）作为Java程序的堆（分为新生代和老年代）； 当Java程序申请内存空间，比如执行new操作，JVM将在这段空间中按所需大小分配给Java程序，并且Java程序不负责通知JVM何时可以释放这 个对象的空间，垃圾对象内存空间的回收由JVM进行。
最后是未使用区，未使用区是分配新内存空间的预备区域。对于普通进程来说，这个区域被可用于堆和栈空间的申请及释放，每次堆内存分配都会使用这个区 域，因此大小变动频繁；对于JVM进程来说，调整堆大小及线程栈时会使用该区域，而堆大小一般较少调整，因此大小相对稳定。操作系统会动态调整这个区域的 大小，并且这个区域通常并没有被分配实际的物理内存，只是允许进程在这个区域申请堆或栈空间。
而JDK8时候，把永久代的内容放到了一部份到了JAVA堆中，部份移出系统堆放到末使用，这下JAVA堆=系统堆。而末使用区域是申请及释放的，是可动态调整的，不像永久带，启动时多大就多大。