【1000个Linux内存知识-016】为什么内存要按页分配？

前言

linux内核虚拟内存和物理内存都是按照页为单位进行管理的，为什么要这样？需要解决什么问题？

要点

结论先行：核心是为了避免内存碎片

先说按固定大小分配物理页

按固定大小分配前，先说不按固定大小打来什么问题？

多进程，对内存申请释放多轮之后，如果不按照固定大小，就会发现在内存中出现大小不一的各种碎片。某个进程释放内存之后，会空出一块内存，这块内存大小因为比较特殊，后面新分配无法完全使用。
于是相同的问题在不同时间，在不同task进行多轮之后，系统很可能出现各种无法被分配的碎片，甚至都可能无法分配内存出来

为了解决这种问题，如果按照固定大小分配，是解决这个问题的一种方式。固定大小的话，如果某个进程需要比较大就按照这个固定大小对齐分配给他，用完之后也是固定大小，新来的进程分配也能根据固定大小来分配之前进程释放的。由此固定大小分配就一定程度解决了内存碎片问题。

再说按照页分配

前面提到按照固定大小分配能够一定程度解决内存碎片，那么这个固定的大小就叫做一个页。具体一个页多大，比如4KB 16KB 64KB就是根据不同系统或者硬件的需求动态调整。linux常用是按照4KB来作为一页。
无论多大，并不影响前面提的页解决的核心问题。并且虚拟内存和物理内存都按照页以及固定大小的页，又统一了固定虚拟内存和物理内存的问题。

综述

• 系统按照固定大小内存分配解决内存碎片化
• 固定大小的内存块就叫做页 page
• 页的大小可以是4K 16K 64K等可配置
• 另外1K个页叫做一个page block页块（比如4K页大小的页块就是4MB）
• 最核心点就是：页是为了解决内存碎片
• 关于为什么要用多级页表，参考其他文章

后记

先说点子，以后逐渐迭代完善