25、进程与资源利用率的深入剖析

进程与资源利用率的深入剖析

在系统运行过程中，资源的合理利用至关重要。低内存可能导致系统性能问题，如内核抖动，即频繁地在磁盘和内存之间交换数据。此时，许多进程虽准备运行，但因内存不足只能停留在就绪状态，这会使系统负载增加。下面我们将详细探讨内存相关的问题。

1. 内存状态监控

• 查看内存状态的方法 ：可以使用 free 命令或查看 /proc/meminfo 文件，以此了解系统中用于缓存和缓冲区的实际内存使用情况。若缓存/缓冲区内存使用较少，而其余实际内存已被占用，可能需要增加内存。不过，不能简单地将所有性能问题都归咎于内存不足。
• 内存工作原理 ：
  • CPU 有一个内存管理单元（MMU），用于增加内存访问的灵活性。内核会将进程使用的内存划分为更小的页面，并维护一个页表，将进程的虚拟页地址映射到内存中的实际页地址。
  • 进程运行时，并非需要所有内存页面都立即可用。内核通常会根据进程的需求加载和分配页面，这种机制称为按需分页。一个程序作为新进程启动和运行的步骤如下：
    1. 内核将程序指令代码的开头部分加载到内存页面中。
    2. 内核可能会为新进程分配一些工作内存页面。
    3. 进程运行时，可能会遇到代码中的下一条指令不在内核最初加载的页面中的情况。此时，内核会接管，将所需页面加载到内存中，然后让程序继续执行。
    4. 若程序需要的工作内存超过最初分配的量，内核会通过查找空闲页面