本文为IBM RedBook的Linux Performanceand Tuning Guidelines的1.2节的翻译 原文地址:http://www.redbooks.ibm.com/redpapers/pdfs/redp4285.pdf 原文作者:Eduardo Ciliendo, Takechika Kunimasa, Byron Braswell 1.2 Linux内存架构 为了执行一个进程,Linux内核为请求的进程分配一部分内存区域。该进程使用该内存区域作为其工作区并执行请求的工作。它与你的
对于精通 CURD 的业务同学,内存管理好像离我们很远,但这个知识点虽然冷门(估计很多人学完根本就没机会用上)但绝对是基础中的基础。
前言: 前文《内存映射技术分析》描述了虚拟内存的管理、内存映射;《物理内存管理》介绍了物理内存管理。 本篇介绍一下内存回收。内存回收应该是整个Linux的内存管理上最难理解的部分了。 分析: 1,PFRA Page Frame Reclaim Algorithm,Linux的内存回收算法。 不过,PFRA和常规的算法不同。比如说冒泡排序或者快速排序具有固定的时间复杂度和空间复杂度,代码怎么写都差不多。而PFRA则不然,它不是一个具体的算法,而是一个策略---什么样的情况下需要做内存回收,什么样的page
Postgresql启动后申请两段内存,在启动时会判断系统支持情况,默认是使用mmap申请共享内存。
之前写了两篇详细分析 Linux 内存管理的文章,读者好评如潮。但由于是分开两篇来写,而这两篇内容其实是有很强关联的,有读者反馈没有看到另一篇读起来不够不连贯,为方便阅读这次特意把两篇整合在一起,看这一篇就够了!
内核文档Documentation/arm64/memory.rst描述了ARM64 Linux内核空间的内存映射情况,应该是此方面最权威文档。
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。
Linux内核给每个进程都提供了一个独立的虚拟地址空间,并且这个地址空间是连续的。Linux的空间又分为内核空间和用户空间,在32位中,内核空间占1G,用户空间占3G;而在64位中,内核空间和用户空间各占128T。如图3-24所示。
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看了很多关于linux内存管理的文章还是云里雾里,听了很多关于linux内存管理的课程还是一头雾水。其实很多时候造成不懂的原因不是资料太少,恰恰是资料太多,而且各个内核版本的差异,32位64位的不同,文章的胡编乱造等都给读者带来疑惑。本着对内存深度剖析的态度,希望以版本kernel-4.14,架构AARCH64为专题做个内存管理的架构性整理。
内核和处理器负责将虚拟内存映射到物理内存。为了提高效率,会在称为页面的内存组中创建内存映射,其中每个页面的大小是处理器的详细信息。尽管大多数处理器也支持更大的容量,但通常有4 KB,Linux称其为 hugepage大页面。内核可以从其自己的空闲列表中为物理内存页面请求提供服务,内核为每个DRAM组和CPU维护这些请求以提高效率。内核自己的软件也通常通过内核分配器(例如slab分配器)从这些空闲列表中消耗内存。
前面已经分析过了Intel的内存映射和linux的基本使用情况,已知head_32.S仅是建立临时页表,内核还是要建立内核页表,做到全面映射的。下面就基于RAM大于896MB,而小于4GB ,切CONFIG_HIGHMEM配置了高端内存的环境情况进行分析。
想写这个系列很久了,对自己也是个总结与提高。原来在学JAVA时,那些JAVA入门书籍会告诉你一些规律还有法则,但是用的时候我们一般很难想起来,因为我们用的少并且不知道为什么。知其所以然方能印象深刻并学以致用。
PBLE: Physical Buffer List Entry 物理缓冲区列表条目
缓冲区是所有 I/O 的基础,I/O 讲的无非就是把数据移进或移出缓冲区;进程执行 I/O
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。
几种进程间的通信方式:管道,FIFO,消息队列,他们的共同特点就是通过内核来进行通信(假设POSIX消息队列也是在内核中实现的,因为POSIX标准并没有限定它的实现方式)。向管道,FIFO,消息队列写入数据需要把数据从进程复制到内核,从这些IPC读取数据的时候又需要把数据从内核复制到进程。所以这种IPC方式往往需要2次在进程和内核之间进行数据的复制,即进程间的通信必须借助内核来传递。如下图所示:
首先Binder是Android中的一种独有的跨进程通信方式,简称IPC。它是专门为Android平台设计的。
在博客 【Linux 内核 内存管理】虚拟地址空间布局架构 ⑦ ( vm_area_struct 结构体成员分析 | vm_start | vm_end | vm_next | vm_prev |vm_rb) 中 , 分析了 vm_start vm_end vm_next vm_prev vm_rb 这
脏牛(Dirty COW,编号:CVE-2016-5195)是2016年10月18日被曝出的存在于Linux内核中的一款0day漏洞。因为此漏洞是在Linux内核的内存子系统在处理写时拷贝(Copy-on-Write)时发生的,而又给Linux内核的使用带来烦恼,所以将其命名为“Dirty COW”。
在Linux系统中,内存管理是一个至关重要的环节。为了更好地监控和管理系统内存,Linux提供了多种工具和命令。其中,lsmem命令就是一个非常有用的工具,它可以显示系统的内存布局和大小。本文将详细介绍lsmem命令的用途、工作原理、主要特点、实际应用示例以及使用时的注意事项和最佳实践。
FileChannel FileChannel 可以通过 RandomAccessFile 获取,或者FileChannel.open,亦或 IS/OS 获取。write 和 read 都是通过 ByteBuffer 来存储。 FileChannel.open 时可以提供 OpenOption 来定义行为,如果需要写的话可以使用 write 和 append 模式,在不确定文件是否存在是加入 Create,这样如果不存在会自动创建。 write 和 append 有什么区别? 这两种模式声明的不是 Fil
进程间的通信-共享内存 共享内存机制 共享内存机制是允许两个或多个进程(不相关或有亲缘关系)访问同一逻辑内存的机制。它是共享和传递数据的一种非常有效的方式。不同进程之间共享的内存通常安排为同一段物理内存。 ---- 两种常用的共享内存方式 System V版本的共享内存 shmm 多进程直接共享内存 文件映射mmap 如果一个文件需要频繁进行读写,那么将它映射到内存中。 将特殊文件进行匿名内存映射,为有关联的进程提供共享内存空间。 为无关联的进程提供共享内存空间,将
ByteBuffer 是 java.nio 包下提供的一个类,提供了堆内内存分配与堆外内存分配机制,堆内内存分配方式:ByteBuffer.allocate(size)分配大小为size的字节数组;堆外内存分配方式:ByteBuffer.allocateDirect(size), 在堆外内存空间分配大小为size的空间地址。ByteBuffer.allocateDirect 返回的是一个DirectByteBuffer对象。
Framework和Binder的内容挺深的,本文还是站在应用层开发者的角度来建立基本认知,能在遇到问题的时候有思路和方向即可。(本文将带着关键问题和核心流程展开,不会面面俱到)
Linux长时间使用会导致cache缓存占用过大,甚至拖累CPU的使用率,可以通过命令手动释放Linux内存,详细教程如下:
在接入日志组件xlog的工作中,对mmap内存映射加深了了解,分享一下学习心得。 1.一个Linux进程的虚拟内存 如图展示了一个Linux进程的虚拟内存。 虚拟的意思是进程以为自己有这么一
在Linux系统中,我们经常用free命令来查看系统内存的使用状态。在一个RHEL6的系统上,free命令的显示内容大概是这样一个状态:
Mem:表示物理内存统计。 total:表示物理内存总量(total = used + free)。 used:表示总计分配给缓存(包含buffers 与cache )使用的数量,但其中可能部分缓存并未实际使用。 free:未被分配的内存。 shared:共享内存。 buffers:系统分配但未被使用的buffers数量。 cached:系统分配但未被使用的cache数量。 -/+ buffers/cache:表示物理内存的缓存统计。 used2:也就是第一行中的used – buffers - cached也是实际使用的内存总量。 // used2为第二行 free2 = buffers1 + cached1 + free1 // free2为第二行,buffers1等为第一行 free2:未被使用的buffers与cache和未被分配的内存之和,这就是系统当前实际可用内存。 Swap:表示硬盘上交换分区的使用情况。
a) 如果当前连续内存块足够 realloc 的话,只是将 p 所指向的空间扩大,并返回 p 的指针地址。这个时候 q 和 p 指向的地址是一样的
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:
内存映射 概念 : " 内存映射 “ 就是在 进程的 ” 用户虚拟地址空间 " 中 , 创建一个 映射 , " 内存映射 " 有
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
操作系统堪称是IT皇冠上的明珠,Linux阅码场专注Linux操作系统内核研究, 它的文章云集了国内众多知名企业一线工程师的心得,畅销著作有《linux设备驱动开发详解 》等。
mmap(memory map)即内存映射,用于将一个文件或设备映射到进程的地址空间,或者创建匿名的内存映射。
前言: KVM的设备虚拟化,除了前文《PIO技术分析》,还有另外一个核心概念---MMIO。原计划这里分析一下KVM的MMIO虚拟化。考虑到MMIO比PIO复杂很多,涉及更多的概念,作者打算先分析几篇基本的Linux的内存管理概念,再来分析MMIO。 作者大概想了一下,主要由这几篇构成: 1,虚拟内存管理和内存映射。 2,物理内存管理。 3,内存回收。 分析: 1,虚拟内存概念 x86的CPU有两种运行模式---real mode和protected mode。在real mode下,CPU访问的是物理
前言 在上一篇中,我们学习了POSIX在<fcntl.h>帮助下的文件读写操作。主要使用write和read两个方法,以文件流的形式,进行读写。这一方法固然没有问题。但由于每次都需要I/O操作,在高频读写的场景,可能就会捉襟见肘了。 Linux为我们提供了mmap来解决这个场景下的问题。 基础知识 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
使用 malloc 函数申请内存原理 : " 堆内存 " 动态分配 的 系统调用 过程 ;
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:
Linux 内存管理模型非常直接明了,因为 Linux 的这种机制使其具有可移植性并且能够在内存管理单元相差不大的机器下实现 Linux,下面我们就来认识一下 Linux 内存管理是如何实现的。
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。
操作系统很早就开始使用内存映射文件(Memory Mapped File)来作为进程间的共享存储区,这是一种非常高效的进程通讯手段。.NET 4.0新增加了一个System.IO. MemoryMappedFiles命名空间,其中添加了几个类和相应的枚举类型,从而使我们可以很方便地创建内存映射文件。Mono 3.2也有这个类来操作Linux下的内存映射文件,《MemoryMappedFile 在 Mono in Linux 的开发笔记》详细的介绍了Mono和.NET 4的实现区别,为了让代码能够在Linux
==本文为读书和博客学习笔记,记录将知识总结自己理解的方式。可能存在错误。文末会给出相关参考链接==
通道是 Java NIO 的核心内容之一,在使用上,通道需和缓存类(ByteBuffer)配合完成读写等操作。与传统的流式 IO 中数据单向流动不同,通道中的数据可以双向流动。通道既可以读,也可以写。这里我们举个例子说明一下,我们可以把通道看做水管,把缓存看做水塔,把文件看做水库,把水看做数据。当从磁盘中将文件数据读取到缓存中时,就是从水库向水塔里抽水。当然,从磁盘里读取数据并不会将读取的部分从磁盘里删除,但从水库里抽水,则水库里的水量在无补充的情况下确实变少了。当然,这只是一个小问题,大家不要扣这个细节哈,继续往下说。当水塔中存储了水之后,我们可以用这些水烧饭,浇花等,这就相当于处理缓存的数据。过了一段时间后,水塔需要进行清洗。这个时候需要把水塔里的水放回水库中,这就相当于向磁盘中写入数据。通过这里例子,大家应该知道通道是什么了,以及有什么用。既然知道了,那么我们继续往下看。
如果程序直接引用物理地址,可能导致内存只能使用一个程序。因为其他程序也运行的话,可能会直接占用前一个程序的物理地址。
1、进程在用户空间调用库函数mmap,原型:void mmap(void addr, size_t len, int prot, int flags,
调用 mmap 系统调用 , 先检查 " 偏移 " 是否是 " 内存页大小 " 的 " 整数倍 " , 如果偏移是内存页大小的整数倍 , 则调用 sys_mmap_pgoff 函数 , 继续向下执行 ;
以交友平台用户中心的user表为例,单表数据规模达到千万级别时,你可能会发现使用用户筛选功能查询用户变得非常非常慢,明明查询命中了索引,但是,部分查询还是很慢,这时候,我们就需要考虑拆分这张user表了。
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