虚拟内存如何分配 虚拟内存分配机制解析

虚拟内存如何分配

虚拟内存是一种把磁盘空间当作内存使用的技术，它允许操作系统可以使用比物理内存更多的内存，这样可以提高系统的运行速度和并发处理能力。虚拟内存的分配包括多个方面，下面将从以下几个方面来进行详细阐述：

1、虚拟内存的页面分配

虚拟内存的基本单位是页面，一般为4KB或8KB大小。当应用程序请求内存时，虚拟内存管理器会把请求的内存大小按照页面的大小进行划分，然后为应用程序分配连续的页面。

虚拟内存的页面分配有两种方式，一种是按需分配，即只有当应用程序需要使用页面时才会分配；另一种是预先分配，即在应用程序启动时就会为其分配一定量的页面。

2、虚拟内存的页面置换

虚拟内存的页面置换是指当物理内存不足时，虚拟内存管理器会选择一个或多个页面从物理内存中淘汰出去，并将其内容保存到硬盘上。待这些页面再次被访问时，虚拟内存管理器会把其从硬盘读回到物理内存中。

虚拟内存的页面置换算法有多种，常用的有FIFO（先进先出）、LRU（最近最少使用）、LFU（最少使用）等。这些算法根据不同的策略来选择要置换的页面。

3、虚拟内存的页面分配策略

虚拟内存的页面分配策略是指在空闲页面不足时，虚拟内存管理器应如何选择新的页面进行分配。常用的页面分配策略有抢占式和非抢占式两种。

抢占式页面分配是指虚拟内存管理器会立即从正在运行的应用程序中抢占页面进行分配。这种策略可能会导致正在运行的应用程序的性能下降。

非抢占式页面分配是指虚拟内存管理器只有在应用程序主动释放页面或者退出时，才会进行页面的回收和分配。这种策略不会对正在运行的应用程序造成干扰，但可能会浪费一些空闲页面。

4、虚拟内存的页面共享

虚拟内存的页面共享是指多个应用程序可以共享同一个物理内存页面的内容。这种共享可以减少内存的占用，降低运行时的开销。

虚拟内存的页面共享可以通过内存映射文件实现。当多个应用程序都共享同一个内存映射文件时，它们在虚拟内存中的页面都可以指向同一个物理内存页面，从而进行共享。