为了防止不同进程同一时刻在物理内存中运行而对物理内存的争夺和践踏，采用了虚拟内存。
虚拟内存是将硬盘规划出一个区间用来读取数据的空间，建立虚拟内存可以提高服务器的运行效率。目前，大多数服务器操作系统都使用了虚拟内存，Windows系统一般称为“虚拟内存”;而Linux称作“交换空间”。 这里主要讲解Linux系统如何建立虚拟内存。
如果你的实际内存为4G，Windows就会自动建立约4G左右的虚拟内存文件在C盘，有些小伙伴的电脑最开始分区时，C盘没分多大，没用多久C盘空间就快满了，这时如果转移虚拟内存至其他盘的话，会节约出几个G的空间给C盘。
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内存映射mmap是Linux内核的一个重要机制，它和虚拟内存管理以及文件IO都有直接的关系，这篇细说一下mmap的一些要点。
在 《漫画解说内存映射》一文中介绍过 虚拟内存 与 物理内存 映射的原理与过程，虚拟内存与物理内存进行映射的过程被称为 内存映射。内存映射是硬件（内存管理单元）级别的功能，必须按照硬件的规范设置好内存映射的关系，进程才能正常运行。
作为一个计算机底层小白，在了解一个知识点的时候时常需要恶补很多基础知识。 本文记录在了解LMDB过程中接触的知识点。
mmap是linux操作系统提供给用户空间调用的内存映射函数，很多人仅仅只是知道可以通过mmap完成进程间的内存共享和减少用户态到内核态的数据拷贝次数，但是并没有深入理解mmap在操作系统内部是如何实现的，原理是什么。
1、用户编制程序时使用的地址称为虚地址或逻辑地址，其对应的存储空间称为虚存空间或逻辑地址空间；而计算机物理内存的访问地址则称为实地址或物理地址，其对应的存储空间称为物理存储空间或主存空间。
“映射”就是建立一种对应关系，主要是指硬盘上文件的位置与进程逻辑地址空间中一块相同区域之间一一对应。这种关系纯属是逻辑上的概念，物理上是不存在的，原因是进程的逻辑地址空间本身就是不存在的，在内存映射过程中，并没有实际的数据拷贝，文件没有被载入内存，只是逻辑上放入了内存，具体到代码，就是建立并初始化了相关的数据结构，这个过程有系统调用mmap()实现，所以映射的效率很高。
为了快速构建项目，使用高性能框架是我的职责，但若不去深究底层的细节会让我失去对技术的热爱。 探究的过程是痛苦并激动的，痛苦在于完全理解甚至要十天半月甚至没有机会去应用，激动在于技术的相同性，新的框架不再是我焦虑。 每一个底层细节的攻克，就越发觉得自己对计算机一无所知，这可能就是对知识的敬畏。
其中，第一个问题「在 4GB 物理内存的机器上，申请 8G 内存会怎么样？」存在比较大的争议，有人说会申请失败，有的人说可以申请成功。
最近买了一个CentOS的云主机，因为贫穷限制了我购买的内存大小，只有500M，所以导致物理内存经常处于饱和状态，无奈虚拟内存设置的只有132M，理论上讲虚拟内存应该要有物理内存的2倍也就是1G大小才够用！
mmap是一种内存映射文件的方法，即将一个文件或者其它对象映射到进程的地址空间，实现文件磁盘地址和进程虚拟地址空间中一段虚拟地址的一一对映关系。实现这样的映射关系后，进程就可以采用指针的方式读写操作这一段内存，而系统会自动回写脏页面到对应的文件磁盘上，即完成了对文件的操作而不必再调用read,write等系统调用函数。相反，内核空间对这段区域的修改也直接反映用户空间，从而可以实现不同进程间的文件共享
虚拟内存是为了满足物理内存不足采用的策略，利用磁盘空间虚拟出一块逻辑内存，用作虚拟内存的空间也就是交换分区。作为物理内存的扩展，Linux会在物理内存不足时，使用交换分区的逻辑内存，内核会把暂时不用的内存块信息写到交换空间，这样物理内存就得到了释放，这块儿内存就可以用于其他目的，而需要用到这些内容的时候，这些信息就会被重新从交换分区读入物理内存。Linux的内存管理采用的是分页存取机制，为了保证物理内存得到充分的利用，内核会在适当的时间把物理内存中不经常使用的数据块儿自动交换到虚拟内存中，而将充分使用的信息保留到物理内存中。
Ubuntu/Linux 修改 虚拟内存 查看虚拟内存使用情况 free -m 建立相关目录 , 一般用 /usr/swap sudo mkdir /usr/swap 建立一个 2G的虚拟内存文件 sudo dd if=/dev/zero of=/usr/swap/swapfile1 bs=2048 count=1000000 激活 swap 文件 sudo mkswap /usr/swap/swapfile1 sudo swapon /usr/swap/swapfile1 不再使用则可以 swapoff
物理内存就是你的机器本身内存了（如内存条的大小）。物理内存就是CPU的地址线可以直接进行寻址的内存空间大小。比如8086只有20根地址线，那么它的寻址空间就是1MB，我们就说8086能支持1MB的物理内存，及时我们安装了128M的内存条在板子上，我们也只能说8086拥有1MB的物理内存空间。同理我们现在大部分使用的是32位的机子，32位的386以上CPU就可以支持最大4GB的物理内存空间了。
虚拟内存是相对于物理内存的一种说法。那么什么是物理内存呢？顾名思义，插在主板上的内存条是多大，内存就是多大。
mmap 即 memory map，也就是内存映射。mmap 是一种内存映射文件的方法，即将一个文件或者其它对象映射到进程的地址空间，实现文件磁盘地址和进程虚拟地址空间中一段虚拟地址的一一对映关系。实现这样的映射关系后，进程就可以采用指针的方式读写操作这一段内存，而系统会自动回写脏页面到对应的文件磁盘上，即完成了对文件的操作而不必再调用 read、write 等系统调用函数。相反，内核空间对这段区域的修改也直接反映用户空间，从而可以实现不同进程间的文件共享。
②当大量作业要求运行时，由于内存不足以容纳所有作业，只能使少数作业先运行，导致多道程序度的下降。
thunk程序其实就是一段代码块，这段代码块可以在运行时动态构造也可以在编译时构造。thunk程序除了在第一篇文章中介绍的用途外还可以作为某些真实函数调用的跳板(trampoline)代码，以及解决一些函数参数不一致的调用对接问题。从设计模式的角度来讲thunk程序可以作为一个适配器(Adapter)。本文将重点介绍如何通过编译时的静态代码来实现thunk程序的方法，以便解决上一篇文章对于iOS系统下指令动态构造的约束限制的问题。
通用操作系统，通常都会开启mmu来支持虚拟内存管理，而页表管理是在虚拟内存管理中尤为重要，本文主要以回答几个页表管理中关键性问题来解析Linux内核页表管理，看一看页表管理中那些鲜为人知的秘密。
一、I/O调优的重要性 二、数据传输过程 1.磁盘到缓存区运动过程
本文我们将进入到内核源码实现中，来看一下虚拟内存分配的过程，在这个过程中，我们还可以亲眼看到前面介绍的 mmap 内存映射原理在内核中具体是如何实现的，下面我们就从 mmap 系统调用的入口处来开始本文的内容：
https://man7.org/linux/man-pages/man2/mmap.2.html
mmap是一种内存映射文件的方法，即将一个文件或者其它对象映射到进程的地址空间，实现文件磁盘地址和进程虚拟地址空间中一段虚拟地址的一一对映关系。实现这样的映射关系后，进程就可以采用指针的方式读写操作这一段内存，而系统会自动回写脏页面到对应的文件磁盘上，即完成了对文件的操作而不必再调用read,write等系统调用函数。相反，内核空间对这段区域的修改也直接反映用户空间，从而可以实现不同进程间的文件共享。如下图所示：
64位系统和32位系统首先涉及到提取数据的能力，64位系统肯定比32位系统提取数据的能力强一倍 但是这只是建立在64位操作系统的64位软件上。 进程的64位和32位和程序的地址空间是32位还是64位有关，而不是和操作系统有绝对关系
前文 内存管理两部曲之物理内存管理 提到：随着用户程序功能的增加，进程所需要的内存空间越来越大，进程空间很容易就突破了物理内存的实际大小，导致进程无法运行。
之前有不少读者给笔者留言，希望笔者写一篇文章介绍下 mmap 内存映射相关的知识体系，之所以迟迟没有动笔，是因为 mmap 这个系统调用看上去简单，实际上并不简单，可以说是非常复杂的一个系统调用。
mmap是一种内存映射文件的方法，即将一个文件或者其它对象映射到进程的地址空间，实现了文件磁盘地址和进程虚拟地址的映射关系。实现映射关系后，进程就可以采用指针的方式读写操作这一段内存，而系统会自动回写脏页面到对应的文件磁盘上，即完成了对文件的操作而不必再调用read，write等系统调用函数。相反，内核空间对这段区域的修改也直接反映用户空间，从而可以实现不同进程间的文件共享。如下图所示：
通过上篇文章 《从内核世界透视 mmap 内存映射的本质（原理篇）》的介绍，我们现在已经非常清楚了 mmap 背后的映射原理以及它的使用方法，其核心就是在进程虚拟内存空间中分配一段虚拟内存出来，然后将这段虚拟内存与磁盘文件映射起来，整个 mmap 系统调用就结束了。
文件系统是操作系统用于明确磁盘或分区上的文件的方法和数据结构,即在磁盘上组织文件的方法
随着cpu技术发展，现在大部分移动设备、PC、服务器都已经使用上64bit的CPU，但是关于Linux内核的虚拟内存管理，还停留在历史的用户态与内核态虚拟内存3:1的观念中，导致在解决一些内存问题时存在误解。
前几天我发了一篇文章：在 4GB 物理内存的机器上，申请 8G 内存会怎么样？，但是当时写的比较匆忙，文章中只考虑关闭 swap 的情况，没有提及开启 swap 的情况，有读者希望我补充这部分内容。
点击上方“芋道源码”，选择“设为星标” 管她前浪，还是后浪？ 能浪的浪，才是好浪！ 每天 10:33 更新文章，每天掉亿点点头发... 源码精品专栏 原创 | Java 2021 超神之路，很肝~ 中文详细注释的开源项目 RPC 框架 Dubbo 源码解析 网络应用框架 Netty 源码解析 消息中间件 RocketMQ 源码解析 数据库中间件 Sharding-JDBC 和 MyCAT 源码解析 作业调度中间件 Elastic-Job 源码解析 分布式事务中间件 TCC-Transaction
本文主要讨论I/O在底层是如何工作的。本文服务的读者，迫切希望了解Java I/O操作是在机器层面如何进行映射，以及应用运行时硬件都做了什么。假定你熟悉基本的I/O操作，比如通过Java I/O API读写文件。这些内容不在本文的讨论范围。
mmap() 系统调用能够将文件映射到内存空间，然后可以通过读写内存来读写文件。我们先来看看 mmap() 系统调用的用法吧，mmap() 函数的原型如下：
长时间运行的Linux服务器，通常 free 的内存越来越少，让人觉得 Linux 特别能“吃”内存，甚至有人专门做了个网站 LinuxAteMyRam.com解释这个现象。实际上 Linux 内核会尽可能的对访问过的文件进行缓存，来弥补磁盘和内存之间巨大的延迟差距。缓存文件内容的内存就是 Page Cache。
内存管理是Linux系统重要的组成部分。为了解决内存紧缺的问题，Linux引入了虚拟内存的概念。为了解决快速存取，引入了缓存机制、交换机制等。
这篇文章其实之前发过，但是最近有位读者跟我反馈，我文章中的实验在 64 位操作系统、2 G 物理内存的场景，申请 8G 内存是没问题的，而他也是这个环境，为什么他就无法申请成功呢？
缓冲与缓冲的处理方式,是所有I/O操作的基础。术语“输入、输出”只对数据移入和移出缓存有意义。任何时候都要把它记在心中。通常，进程执行操作系统的I/O请求包括数据从缓冲区排出（写操作）和数据填充缓冲区（读操作）。这就是I/O的整体概念。在操作系统内部执行这些传输操作的机制可以非常复杂，但从概念上讲非常简单。我们将在文中用一小部分来讨论它。
上一篇文章大概介绍了I/O的一些基本原理和技术，这篇我们主要介绍基于Linux系统的I/O的一些运行原理、监控方式。
本博文主要讨论I/O在底层是如何工作的。本文服务的读者，迫切希望了解Java I/O操作是在机器层面如何进行映射，以及应用运行时硬件都做了什么。假定你熟悉基本的I/O操作，比如通过Java I/O API读写文件。这些内容不在本文的讨论范围。
比如：在学习 Linux 操作系统的过程中，很多枯燥无味的知识点，都是不好玩、没有意思的事情。
2017年末，手Q春节红包项目期间，为保障活动期间服务正常稳定，我对性能不佳的Ark Server进行了改造和重写。重编发布一段时间后，结果发现新发布的Svr的机器内存一直在上涨。如下图示：
操作系统和网络面试整个面试 60%，剩下40%是 Java+项目的内容（读者的技术栈是 Java 方向）。
对性能不佳的Ark Server进行了改造和重写。重编发布一段时间后，结果发现新发布的Svr的机器内存一直在上涨。如下图示：
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