现代操作系统笔记-第三章

内存超载解决方案

1. 交换（swap）
2. 虚拟内存（virtual memory）

第一种方案的问题

1. 交换时会导致产生多个空闲区（也称为空洞，hole，类似于磁盘碎片），通过把所有的进程尽可能向下移动，有可能将这些小的空闲区域合成一大块，该技术被称为内存紧缩（memory compaction）

   但内存紧缩非常耗时，例如，一台 1GB 内存大小的计算机每 20ns 可以复制 4 个字节，它紧缩全部内存要大约花费 5s。所以内存紧缩操作通常不进行

2. 进程在运行时使用内存常常需要动态增长，如果有相邻的足够使用的空闲区域则没问题，如果相邻内存空间被另一个进程占用，则只能将这个进程移到一段更大的内存中去，如果没有这么大的空间，那么这个进程只能阻塞等待空间，或者死掉

   如果大部分运行的进程都需要动态增长内存，那么为了减少进程内存搬运的开销，一种可行的方案是，当换入和移动进程时为它多分配一些预留的内存

3. 速度，典型的 SATA 硬盘读写速度一般不过 100MB/s，意味着大约 10s 才能换出一个 1GB 的程序，再花另一个 10s 才能再将一个 1GB 的程序换入

空闲内存管理

1. 位图

   划分内存为许多个小的单位，每个单位用 0 或 1 记录是否空闲

   划分单元的大小是一个重要的设计因素。在位图大小和内存单元大小之间要取平衡，且进程的大小一定要是划分单元的整数倍，不然在最后一个分配单元中就会有一定数量的内存被浪费

2. 空闲链表

   若 H 代表空闲，P 代表占用

   链表可以形如：head: {H, start, length, next} -> next: {P, start, length, next2} -> …

   tip: 使用双链表效率会更高

   按照以上链表方式管理内存时，为新进程分配内存的算