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操作系统核心原理-5.内存管理（上）：基本内存管理

这两个目标就是衡量一个内存管理系统是否完善的标准，它是所有内存管理系统必须提供的基本抽象。 一、内存管理二三事 1.1 内存管理的目标 　　（1）地址保护：一个程序不能访问另一个程序地址空间。 　　...在计算机中，体现在在内存容量不足时将不经常访问的内存空间中的数据写入硬盘，以增加“账面上”可用内存容量的手段（想想我们的内存和硬盘容量对比就知道了）。 　　...虚拟内存的优点在于除了让程序员感觉到内存容量大大增加之外，还让程序员感觉到内存速度也增快了。 　　...二、基本内存管理 2.1 单道编程的内存管理 　　在单道编程环境下，整个内存里面只有两个程序：一个是用户程序，另一个是操作系统。 　　...但是，交换内存管理这种方式存在两个重要问题： 　　（1）空间浪费：随着程序在内存与磁盘间的交换，内存将变得越来越碎片化，即内存将被不同程序分割成尺寸大小无法使用的小片空间。

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图解 | Linux内存性能优化核心思想

hi，大家好，今天分享一篇内存性能优化的文章，文章用了大量精美的图深入浅出地分析了Linux内核slab性能优化的核心思想，slab是Linux内核小对象内存分配最重要的算法，文章分析了内存分配的各种性能问题...（在不同的场景下面），并给出了这些问题的优化方案，这个对我们实现高性能内存池算法，或以后遇到内存性能问题的时候，有一定的启发，值得我们学习。...扩展到多核心CPU 现在我们简单的将上面的模型扩展到多核心CPU，同样差不多的分配序列如下图所示： 我们看到，在只有单一slab的时候，如果多个CPU同时分配对象，冲突是不可避免的，解决冲突的几乎是唯一的办法就是加锁排队...鉴于slab缓存对象大多数都是不超过1个页面的小结构(不仅仅slab系统，超过1个页面的内存需求相比1个页面的内存需求，很少)，因此会有大量的针对1个页面的内存分配需求。...从伙伴系统的分配原理可知，如果持续大量分配单一页面，会有大量的order大于0的页面分裂成单一页面，在单核心CPU上，这不是问题，但是在多核心CPU上，由于每一个CPU都会进行此类分配，而伙伴系统的分裂

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    操作系统核心原理-5.内存管理（下）：段式内存管理

    缺点： 　　（1）外部碎片和一个段必须全部加载到内存。 　　那么，解决办法是什么呢？...三、段页式内存管理 3.1 何为段页式内存管理 　　段页式管理就是将程序分为多个逻辑段，在每个段里面又进行分页，即将分段和分页组合起来使用。...四、内存管理的演变 　　（1）一开始，人们根据直觉，将一个程序作为一整段进行管理，从而形成了纯粹分段（固定加载地址、固定分区、非固定分区、交换）管理模式，也称为基本内存管理模式，这种模式由于直观易实现，...（2）但是，纯粹分段存在重大缺陷（由于此种模式下一个程序只有一段，从而导致内存空间增长困难，外部碎片、程序不能超过物理内存容量、一个程序必须同时加载到内存才能执行等缺点），为了克服这些缺点，引入了页式内存管理模式...因此，内存管理模式经历了从纯粹分段到分页，再到逻辑分段，再到段内分页的演变过程，如下图所示： ? 参考资料 ?

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    操作系统核心原理-5.内存管理（中）：分页内存管理

    分页系统的核心在于：将虚拟内存空间和物理内存空间皆划分为大小相同的页面，如4KB、8KB或16KB等，并以页面作为内存空间的最小分配单位，一个程序的一个页面可以存放在任意一个物理页面里。 　　...（2）地址翻译：虚拟地址→物理地址 分页系统的核心是页面的翻译，即从虚拟页面到物理页面的映射（Mapping）。...缺页中断的处理步骤如下，省略了中间很多的步骤，只保留最核心的几个步骤： ? 二、页面置换算法 　　如果发生了缺页中断，就需要从磁盘上将需要的页面调入内存。...2.3 先进先出算法 　　顾名思义，先进先出（FIFO，First In First Out）算法的核心是更换最早进入内存的页面，其实现机制是使用链表将所有在内存中的页面按照进入时间的早晚链接起来，然后每次置换链表头上的页面就行了...时钟算法的核心思想是：将页面排成一个时钟的形状，该时钟有一个针臂，每次需要更换页面时，我们从针臂所指的页面开始检查。如果当前页面的访问位为0，即从上次检查到这次，该页面没有被访问过，将该页面替换。

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    java内存模型之volatile核心原理与应用

    volatile两核心三性质 两大核心：JMM内存模型（主内存和工作内存）以及happens-before 三条性质：原子性，可见性，有序性 volatile性质 保证了不同线程对这个变量进行操作时的可见性...为了提高处理速度，处理器不直接和内存进行通信，而是先将系统内存的值读到内部缓存（L1，L2或者其他）后再进行操作，但是操作完不知道何时再写回内存。...，在下次访问相同内存地址时，强制执行缓存填充，从系统内存中读取。...相反，它会锁定这块内存区域的缓存并回写到内存，并使用缓存一致性机制来确保修改的原子性，此操作被称为“缓存锁定”，缓存一致性机制会阻止同时修改由两个以上处理器缓存的内存区域数据。...，强制执行缓存行填充 小结 Lock前缀的指令会引起处理器缓存写回内存； 一个处理器的缓存回写到内存会导致其他处理器的缓存失效； 当处理器发现本地缓存失效后，就会从内存中重读该变量数据，即可以获取当前最新值

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    Java堆深度解析：内存管理的核心战场

    Java堆深度解析：内存管理的核心战场Java堆（Heap）作为JVM内存管理中最大、最核心的区域，承载着对象实例的存储重任，也是垃圾回收的主要舞台。...一、Java堆的基本特性Java堆是JVM规范中定义的运行时数据区，具有以下核心特性：线程共享：所有线程都可以访问堆中的对象实例，这也是线程安全问题的主要来源动态分配：对象内存的分配和回收由JVM自动管理...虽然随着JIT编译器的发展和逃逸分析技术的成熟，出现了栈上分配、标量替换等优化手段，但总体而言，堆仍然是Java对象存储的核心区域。...七、总结Java堆作为对象存储的核心区域，其设计和管理直接影响应用性能。理解堆的结构划分、对象分配与回收机制、掌握堆内存参数配置和调优技巧，是每个Java开发者进阶的必备技能。...堆内存管理的核心原则是：根据应用特性合理分配内存空间，减少垃圾回收开销，避免内存泄漏。在实际开发中，我们应结合监控工具，持续优化堆内存配置，使应用在内存使用效率和响应速度之间取得最佳平衡。

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    醒酒菜：动画图解核心内存区--堆

    今天阿Q为大家准备了上好的“醒酒菜”——JVM运行时数据区的核心内存区——堆。...堆空间差不多是最大的内存空间，也是运行时数据区最重要的内存空间。堆可以处于物理上不连续的内存空间，但在逻辑上它应该被视为连续的。...堆内存大小设置 堆一旦被创建，它的大小也就确定了，初始内存默认为电脑物理内存大小的1/64，最大内存默认为电脑物理内存的1/4，但是堆空间的大小是可以调节，接下来我们来演示一下。...❞ 启动程序 启动程序之后去jvisualvm查看 一旦堆区中的内存大小超过-Xmx所指定的最大内存时，将会抛出OOM(Out Of MemoryError)异常。...这是因为在堆内存存取数据时，新生代里边只有伊甸园和幸存者1区或者是幸存者2区存储对象，所以会少一个幸存者区的内存空间。

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    醒酒菜：动画图解核心内存区--堆

    今天阿Q为大家准备了上好的“醒酒菜”——JVM运行时数据区的核心内存区——堆。...堆空间差不多是最大的内存空间，也是运行时数据区最重要的内存空间。堆可以处于物理上不连续的内存空间，但在逻辑上它应该被视为连续的。...堆内存大小设置 堆一旦被创建，它的大小也就确定了，初始内存默认为电脑物理内存大小的1/64，最大内存默认为电脑物理内存的1/4，但是堆空间的大小是可以调节，接下来我们来演示一下。...一旦堆区中的内存大小超过-Xmx所指定的最大内存时，将会抛出OOM(Out Of MemoryError)异常。...这是因为在堆内存存取数据时，新生代里边只有伊甸园和幸存者1区或者是幸存者2区存储对象，所以会少一个幸存者区的内存空间。

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    Spark的核心RDD,内存中集群计算的容错抽象

    如何定义这种分布式内存抽象，需要考虑多方面的因素： 分布式内存抽象需要具有传统分布式计算框架的优点，即自动容错、位置感知性调度和可伸缩性 将中间结果存储由磁盘转化为内存，提高迭代计算的性能 数据集不可变...RDD VS DSM 为了了解RDD作为分布式内存抽象的好处，将RDD与传统的分布式共享内存（DSM）进行了比较。...Spark 基本架构及运行过程 ---- RDD是Spark的核心，也是整个Spark的架构基础 与许多专有的大数据处理平台不同，Spark建立在统一抽象的RDD之上，使得它可以以基本一致的方式应对不同的大数据处理场景...缓存的RDD一般存储在内存中，但如果内存不够，可以溢出到磁盘。...RDD是Spark的核心，也是整个Spark的架构基础。

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    操作系统核心知识点整理--内存篇

    操作系统核心知识点整理--内存篇 按段对内存进行管理 内存分区 内存分页 为什么需要多级页表 TLB解决了多级页表什么样的缺陷? TLB缓存命中率高的原理是什么?...页面置换 总结 推荐阅读 ---- 本文主要面向应用层软件开发人员整理一篇必须了解的操作系统核心知识图谱，每小节参考文章链接都已经在小节末尾给出，如果大家有疑问，可以评论区留言，或者直接去阅读原文。...---- 按段对内存进行管理 为什么程序要按段载入内存?...但是无论采用何种分配算法，都容易导致内存碎片的产生，随着分配次数的增加，内存碎片越来越多，当某个内存申请请求发起后，发现只有内部内存碎片才能完成内存分配时，这时候就需要进行内存紧缩。...---- 内存分页 想要解决内存分区导致的内存碎片问题，最简单的方法就是采用内存分页，针对每个段的内存请求，系统一页一页的分配给这个短，加入这个段需要3页半的大小的内存，那我就分配给他四整页的内存。

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    问题定位工具与技术：从核心转储到内存泄漏

    本文将结合实际案例，探讨几种常见的问题定位工具与技术，包括 核心转储分析（Core Dump Analysis）、堆栈跟踪符号化（Stack Trace Symbolication）、动态插桩分析（Dynamic...技术背景最近，我们在开发一个高性能服务器应用时遇到了一系列棘手的问题：程序在高并发场景下突然崩溃，生成了核心转储文件。在排查过程中发现部分堆栈信息未符号化，难以理解。...Bug 现象：程序崩溃与性能瓶颈现象描述程序崩溃：在处理大量并发请求时，程序突然退出并生成了一个核心转储文件（core dump）。...排查步骤Step 1：分析核心转储文件使用 gdb 工具加载核心转储文件，查看崩溃时的堆栈信息：gdb ....perror("malloc failed"); return; } // ...}1.2.3.4.5.6.7.8.9.避坑总结技术/工具适用场景优势注意事项核心转储分析程序崩溃后的根因分析提供完整的崩溃上下文需要启用调试符号堆栈跟踪符号化提升堆栈信息可读性将地址映射到源码行号编译时需包含调试信息动态插桩分析实时监控函数行为无需修改代码即可收集运行时数据可能引入性能开销内存泄漏检测定位未释放的内存块提供详细的泄漏报告测试环境需模拟真实负载调试器断点条件精准捕获特定条件下的代码路径提高调试效率条件设置需谨慎

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    14-Linux 介绍与工具使用（十一：cpu、核心、线程、内存）

    由于在主板上引入多个 cpu 插槽需要更复杂的硬件支持（连接不同插槽的 cpu 到内存和其他资源），通常只会在服务器上才这样做。在家用电脑中，一般主板上只会有一个 cpu 插槽。...核心（core） 一开始，每个物理 cpu 上只有一个核心（a single core），对操作系统而言，也就是同一时刻只能运行一个进程/线程。...为了提高性能，cpu 厂商开始在单个物理 cpu 上增加核心（实实在在的硬件存在），也就出现了双核心 cpu（dual-core cpu）以及多核心 cpu（multiple cores），这样一个双核心...因此认为文件中记录的 24 核心更加准确。...个核心，96线程，每个核心有2个线程。

    90120

    MySQL 核心模块揭秘 | 18 期 | 锁在内存里长什么样？

    为了更直观的理解表锁结构和行锁结构，我们去掉 lock_t 的一些非核心信息之后，整理如下： // storage/innobase/include/lock0priv.h struct lock_t...4.2 隐姓埋名的内存区域 前面介绍的那些，都是 InnoDB 给取了名字的行锁结构属性。 还有一块没有名字的内存区域没有介绍。在前面的行锁结构图中，我们给这块内存区域取了个名字，为 bitmap。...如果真这么设计行锁结构，是不是太浪费内存空间了？ 当然是了。虽然现在内存越来越便宜，但是毕竟还要花钱，也不能那么铺张浪费。...本着勤俭节约的原则，InnoDB 把加锁记录不同、其它属性值都相同的多个行锁结构合并成一个，另外开辟一块内存区域用于标识加锁记录，于是就有了我们命名为 bitmap 的内存区域。...虽然插入意向锁的锁结构不能共用，会浪费一些内存，但好在加插入意向锁的情况也不会非常多，浪费的内存也就不会太多。 5.

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    Java面向对象核心：类与对象的本质及内存关联解析

    一、面向对象的核心：类与对象的定义 面向对象编程的核心思想是“万物皆可对象”，我们通过抽象现实世界中的事物，将其转化为程序中的“对象”来进行操作。...Java中定义类的基本语法： 从上述代码可以看出，类的核心组成是“属性”（成员变量）和“行为”（成员方法）。...二、核心重点：类与对象的内存关系 要理解Java中类与对象的运行机制，就必须搞懂它们在内存中的存储逻辑。...四、常见误区：类与对象的区别辨析 很多初学者会混淆类和对象，这里整理两个核心区别，帮大家快速区分： 抽象与具体：类是抽象的，描述共性；对象是具体的，对应现实中的具体事物。...总结 Java面向对象的核心是“类与对象”，类是抽象的模板，对象是具体的实例，二者通过方法区和堆区的内存分配实现关联——类的元数据存储在方法区供所有对象共享，每个对象的属性值存储在堆区独立占用空间，栈区的引用则负责连接二者

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