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为什么 Linux 需要 Swapping

,然而并不知道它使用的部分虚拟内存其实在磁盘上,因为内存和磁盘的读写速度上的巨大差异,这部分虚拟内存的读写非常缓慢,我们在 为什么 CPU 访问硬盘很慢 曾经介绍过: 在 SSD 中随机访问 4KB 数据所需要的时间是访问主存的...其他的文件不能存储在该区域上,我们可以使用 swapon -s 命令查看当前系统上的交换分区; Swap 文件是文件系统中的特殊文件,它与文件系统中的其他文件也没有太多的区别; Swap 分区的大小是需要系统管理员手动设定的...我们到现在已经对 Linux 上的 Swapping 有了一定的了解,接下来回到这篇文章想要讨论的问题 — 『为什么 Linux 需要 Swapping』,我们将从以下两个方面介绍 Swapping 解决的问题...WMARK_MIN 时会触发上一节提到的内存直接回收,而水位高于 WMARK_HIGH 则意味着空闲内存充足,不需要进行回收。...Linux 中的 Swapping 机制主要是为内存不足和内存闲置两种常见的情况存在的 Swapping 可以直接将进程中使用相对较少的页面换出内存:当系统需要的内存超过了可用的物理内存时,内核会将内存中不常使用的内存页交换到磁盘上为当前进程让出内存

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Linux内核 MMU的工作原理

这台机器必须有一个达到可以存放64K 程序 的外部存储器(例如磁盘或Flash) 以保证程序片段在需要时可以被调用。...三、虚拟内存管理 现代操作系统普遍采用虚拟内存管理(Virtual Memory Management)机制,这需要处理器中的MMU(Memory Mangement Unit,内存管理单元)提供支持。...设置好之后,CPU 每次执行访问内存的指令都会自动引发MMU 做查表和地址转换操作,地址转换操作由硬件自动完成,不需要用指令控制MMU 去做。...那为什么要设计这么复杂的内存管理机制呢? 多了一层VA 到 PA 的转换到底换来什么好处?...用户空间和内核空间 通常操作系统把虚拟地址划分为用户空间和内核空间,例如 X86平台的Linux 系统虚拟地址空间是0x00000000 - 0xFFFFFFFF,前3GB(0x00000000 - 0xBFFFFFFF

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    Linux为什么性能工具需要 BPF 技术

    了解更多BPF技术内幕,推荐阅读《BPF之巅:洞悉Linux系统和应用性能》一书。 ▼ BPF是近年来Linux 系统技术领域一个巨大的创新。...作为 Linux 内核的一个关键发展节点,其重要程度不亚于虚拟化、容器、SDN 等技术。...接下来我们来讨论一下,为什么性能工具需要 BPF 技术。 ▊ 为什么性能工具需要 BPF 技术 性能工具使用扩展版 BPF 来实现可编程性。BPF 程序可以执行自定义的延迟计算和统计摘要等功能。...使用 BPF 之前和之后生成直方图过程的对比 这里的关键变化是,直方图可以在内核上下文中生成,这大大减少了需要复制到用户空间的数据量。...如前面的程序输出截图所示,唯一需要复制到用户空间的数据是“count”列,其是一个数字数组。

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    为什么 Linux 和 macOS 不需要碎片整理

    为什么这么设计(Why’s THE Design)是一系列关于计算机领域中程序设计决策的文章,我们在这个系列的每一篇文章中都会提出一个具体的问题并从不同的角度讨论这种设计的优缺点、对具体实现造成的影响。...图 1 - macOS 磁盘工具 我们在 前一篇文章 中曾经分析过为什么早期 Windows 操作系统每隔一段时间可能需要整理磁盘上的碎片[^1],该问题背后有两个原因,其一是 Windows 使用的...Linux 和 macOS 系统不需要碎片整理的原因与 Windows 需要碎片整理的原因正好相反: Linux 和 macOS 使用的文件系统或者降低了碎片发生的概率或者实现自动整理碎片的特性; 固态硬盘与机械硬盘具有不同的特性...如果磁盘上确实出现了碎片,那么 Linux 和 macOS 的文件系统也会尝试移动出现碎片的文件,不需要额外的碎片整理工具,这种设计带来的用户体验会比手动触发耗时较长的碎片整理好很多。...这里简单总结一下 Linux 和 macOS 不需要碎片整理的两个原因: 文件系统基于区块分配的设计使得磁盘上出现碎片的概率很低,延迟分配和自动的整理策略解放了操作系统的使用者,在多数情况下不需要考虑磁盘的碎片化

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    为什么 Linux 和 macOS 不需要碎片整理

    图 1 - macOS 磁盘工具 我们在 前一篇文章 中曾经分析过为什么早期 Windows 操作系统每隔一段时间可能需要整理磁盘上的碎片[^1],该问题背后有两个原因,其一是 Windows 使用的...Linux 和 macOS 系统不需要碎片整理的原因与 Windows 需要碎片整理的原因正好相反: Linux 和 macOS 使用的文件系统或者降低了碎片发生的概率或者实现自动整理碎片的特性; 固态硬盘与机械硬盘具有不同的特性...如果磁盘上确实出现了碎片,那么 Linux 和 macOS 的文件系统也会尝试移动出现碎片的文件,不需要额外的碎片整理工具,这种设计带来的用户体验会比手动触发耗时较长的碎片整理好很多。...这里简单总结一下 Linux 和 macOS 不需要碎片整理的两个原因: 文件系统基于区块分配的设计使得磁盘上出现碎片的概率很低,延迟分配和自动的整理策略解放了操作系统的使用者,在多数情况下不需要考虑磁盘的碎片化...参考资料 [^1]: 为什么早期的 Windows 需要整理碎片 https://draveness.me/whys-the-design-windows-defragmentation/ [^2]:

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    深入理解Linux内核之mmu-gather操作

    1开场白 环境: 处理器架构:arm64 内核源码:linux-5.10.50 ubuntu版本:20.04.1 代码阅读工具:vim+ctags+cscope 本文讲解Linux内核虚拟内存管理中的mmu_gather...(mmu 积聚)的作用就是保证这种顺序,并将需要释放的相关的物理页面聚集起来统一释放。...这里需要说明一点就是,mmu积聚操作会涉及到local批次和多批次操作,local批次操作的物理页面相关的struct page数组内嵌到mmu_gather结构的__pages中,且我们发现这个数组大小为...2.6 tlb_finish_mmu 通过上面的unmap_vmas和free_pgtables之后,我们积聚了大量的物理页以及存放各级页目录的物理页,现在需要将这些页面进行释放。..., end); //刷mm的tlb,释放所有积聚物理页,释放所有积聚结构相关物理页 4.总结 Linux内核mmu-gather用于积聚解除映射的相关物理页面,并保证了刷tlb和释放物理页面的顺序。

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    为什么需要Docker?

    一、为什么需要Docker 官方介绍(中文版): Docker 是世界领先的软件容器平台。 开发人员利用 Docker 可以消除协作编码时“在我的机器上可正常工作”的问题。...二、Docker是如何解决上述的问题的 2.1解决环境(切换/配置) 不知道大家有没有装过系统,比如说装Linux虚拟机,重装Windows系统,都是需要镜像的。 ?...2.2解决应用之间隔离 说到这里,就得提出一个大家可能不认识的概念:LXC(Linux Containers)--->Linux容器。...2.2.1Linux容器 在Linux内核中,提供了cgroups功能,来达成资源的区隔化。...,要是我写文章写得不好,我是需要向XX谢罪的。 估计大家都用过虚拟机,虚拟机也能实现对应用的隔离,安装特定的镜像也能跑出我们想要的环境。虚拟机已经发展了很久了,为什么我们还需要Docker呢?

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    为什么需要 Zookeeper

    其实学任何一项技术,首先都要弄明白,为什么需要这项技术。 为什么需要 Zookeeper 正经点来回答,就是我们需要一个用起来像单机但是又比单机更可靠的东西。 下面开始不正经的回答。...而以往的很多ZK教程,上来就是“Zookeeper是开源的分布式应用协调系统”blabla,很多像我这样的小年轻看到就会很费解,到底什么是分布式协调,为什么分布式就需要协调 … 上面只是回答了我自己提出的问题...,为什么需要Zookeeper,或者说,为什么需要分布式协调系统,如果想进一步学习 ZK,你还需要了解下 Zookeeper 的内部实现原理。...再到 ZK 是如何实现高性能的强一致的,即ZAB协议的原理,很多教程上来就开始介绍ZAB协议,很容易让人一头雾水,不知道为什么需要这样一个分布式一致性协议,有了上述介绍的背景,就好懂许多。...这点是我的锅,在写这篇文章时,我还是把 Zookeeper 等价成了分布式协调服务,把为什么需要 Zookeeper 这个问题,等价成了 「为什么需要分布式协调服务」,其实这样是有问题的,因为想做分布式协调服务

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    为什么需要在云端构建Linux服务器?

    因为安装和管理云端Linux服务器的经验有可能会给你的IT从业经历大大加分。 有许多办法可以从云端Linux入手,几乎不需要什么投入,许多不同的云服务提供商为你指明了道路,并且为新用户提供特惠服务。...云端Linux服务器通常被认为是PaaS(平台即服务)或IaaS(基础设施即服务)解决方案,这取决于你需要对它们的配置施加多大的控制力(你想获得越大的控制力,它们就越有可能是IaaS)。...安装时间 安装云端Linux服务器通常需要选择你所需要的操作系统和系统大小,并启动它。此外,还要在配置如何连接方面花点时间。不过整个过程很快,最多也就几分钟。...为什么是云大受欢迎的云端Linux服务器包括Ubuntu、CentOS、Suse Linux Enterprise Server和openSuse。...Linux云解决方案不仅仅适合想在云端安装个人系统的我们这些人,它还为许多中小公司提供了它们需要的所有计算能力。如今有好几家专业的、大获成功的公司使用云端服务器来处理所有工作。

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    为什么我们需要Pod?

    为什么我们需要Pod? 本文整理于极客时间: 深入剖析 Kubernetes (geekbang.org),侵删。 在前面的文章中,我详细介绍了在 Kubernetes 里部署一个应用的过程。...不过,我相信你在学习和使用 Kubernetes 项目的过程中,已经不止一次地想要问这样一个问题:为什么我们会需要 Pod?...”可以朗朗上口了,为什么 Kubernetes 项目又突然搞出一个 Pod 来呢?...所以同理,我提到的“进程组”,对 应的也是 Linux 操作系统语境下的“线程组”。这种命名关系与实际情况的不一致,是 Linux 发展历史中的一个遗留问题。...这些具有“超亲密关系”容器的典型特征包括但不限于:互相之间会发生直接的文件交换、使用 localhost 或 者 Socket 文件进行本地通信、会发生非常频繁的远程调用、需要共享某些 Linux Namespace

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    为什么需要多线程

    对于单纯的运算任务来说一条线程依次执行到底肯定是最快速的(因为线程间的调度,通信及资源的共享等都需要额外的开销),在计算机的早期岁月,操作系统没有提供线程概念。...试想一下应用程序得出了目标结果不过却存不进去或传不出去,那是多么的着急,(当然多线程还带了跟多的好处,如应用程序的隔离等)而事实上多线程的应用场景多是什么地方,什么地方必须使用到多线程这些都十分有规律,那些一定会阻塞的操作大部分会使用到多线程,而他们为什么会阻塞...这些都是线程应该具备的一些东西(windows),也就是说创建一个线程就需要创建这样东西,刚刚我说线程切换很难被察觉,可不是线程创建,创建大量的线程的确是需要大量的时间(所以高级的程序框架会提供线程池或类似的东西...In Linux, threads are lightweight processes that can run in parallel and share an address space (i.e....这里提供一个很权威的描述,就是上面的 讲的是上下文切换也就是线程间的切换,是Linux的,不过线程的处理都是十分相似的。

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    我们为什么需要SDN?

    小编说:SDN为什么会出现?是什么原因使得学术界提出SDN?我们为什么需要SDN?如果你刚接触SDN方案时,你一定有这样的疑问。...(3)计算机软件的开源模式,催生了大量的开源软件,加速了软件开发的进程,推动了整个计算机产业的快速发展,Linux开源操作系统就是最好的证明。...除了从Nick McKeown教授的思路去理解为什么SDN会出现以外,还可以从另外一位SDN创始者Shenker教授的观点中顺藤摸瓜,进一步了解为什么SDN会出现。...这也是为什么需要SDN的原因之一。...归根结底,这两种思路从不同的角度阐述了当下网络需要更多可编程能力的事实,而这也正是为什么需要SDN的真正原因。虽然两位教授的思路不同,但殊途同归,有异曲同工之妙。

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