你真的懂任务管理器中有关内存的参数Private(提交大小)和working set(工作设置)吗?

本文详细解释了操作系统中进程管理的两个核心概念:Private(提交大小)和WorkingSet(工作集),并阐述了它们在虚拟内存管理和物理内存使用上的区别与联系。

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任务管理器中跟内存相关有两个重要的指标Private(提交大小)和working set(工作设置)。如下图所示:

这两个指标在process explorer中叫做Private Bytes和Working Set。

而在VMMap中,他们则分别被叫做Private和Total Working Set。我这里也用Private和working set来称呼他们。

他们经常被用来标识一个进程到底占用了多少内存,你知道他们分别代表什么吗?

 

Private指的是当你修改他时仅仅当前进程会受到影响。(copy-on-wirte属性的页面还没被修改时也属于此类)。这类一般包括Heap,stack和image的copy-on-write的部分。Private是虚拟内存的概念,其对应的内存可能被物理内存backup,也可能被paging file backup。比如用new来创建一个100M的内存时,private就增加100M,但是这块内存在被访问之前,实际上是paging file backup的,物理内存并没有真正占用。(win7下测试所得)

 

Working set是指物理内存。但是这个物理内存既包括了属于当前进程的私有物理内存(Private Working set)。也包括了可以共享的Working set(Sharable Working Set)。Private Working Set 就是前面的Private的一部分,Private的另外一部分由paging file backup。

 

在VMMap中,还有一个概念是Committed,它也是虚拟内存的概念,其实可以分为Private的虚拟内存和可以共享的虚拟内存。而可以共享的虚拟内存的由物理内存backup的部分就是sharable working set。

 

所以:

从私有和可共享的角度来看:
Committed = Private virtual memory + sharable virtual memory

从memory由什么back up来看:

Committed = memory backed by paging file + working set

 

Private Virtual Memory = Private Working set + private memory backed by paging file

Working set = private working set + sharable working set

<think>嗯,用户现在想了解如何通过编程或系统调用修改进程的工作大小。我需要结合之前的对话提供的引用内容来回答这个问题。首先,我需要回顾一下用户之前的问题是关于修改进程令牌的,现在转向了内存管理,特别是工作大小的调整。用户引用了三个资料,其中提到了PSAPI函数、内存工作集、提交大小等概念,以及Process Explorer中的相关术语。 首先,我需要确认工作集(Working Set)的定义。根据引用中的内容,工作集指的是进程当前在物理内存中的部分。用户可能希望动态调整这个大小,以优化内存使用或性能。接下来,我需要回忆Windows提供的相关API,比如SetProcessWorkingSetSize,这个函数在之前的回答中也提到过,但可能需要详细解释。 然后,我需要考虑用户的实际需求。调整工作集可能用于减少内存占用,但强制缩小工作集可能导致性能问题,因为频繁的页面错误。需要提醒用户注意这一点。另外,用户可能对如何正确调用API感兴趣,比如需要哪些权限,是否需要管理员权限,参数如何设置等。 还要参考用户提供的引用中的信息,比如Process Explorer中的不同内存术语,确保回答中的术语一致性。例如,Private Bytes对应提交大小,而工作内存对应Working Set。这些术语的解释可能帮助用户更好地理解调整工作集的影响。 另外,用户可能希望了解除了SetProcessWorkingSetSize之外的其他方法,比如使用内存管理的系统调用或内核模式驱动,但这些可能涉及更高的复杂性风险,需要谨慎处理。需要区分用户态内核态的方法,并说明各自的优缺点。 还要检查是否有其他相关的API或函数,比如VirtualLock,它可以锁定内存页面,防止被换出,从而间接影响工作集。或者使用EmptyWorkingSet来清空工作集,但这些都是特定用途的函数,需要解释清楚适用场景。 同时,需要提供代码示例,比如使用SetProcessWorkingSetSize的C++代码,并说明参数的作用,比如-1表示系统管理的默认最小值或最值。此外,要提到这些函数的使用限制,比如需要PROCESS_SET_QUOTA权限,可能需要调用OpenProcess获取句柄。 最后,要总结注意事项,比如强制调整工作集的风险,性能影响,以及不同Windows版本的可能差异。还要回答用户可能隐含的问题,比如如何监控工作集的变化,可以使用工具如Process Explorer或性能监视器,结合提到的引用中的工具。 在生成相关问题时,要考虑用户可能进一步询问如何监控工作集、优化内存使用的最佳实践,或者与其他内存管理API的区别。确保问题覆盖用户可能感兴趣的方向,帮助他们深入理解。</think>### 通过API或系统调用修改进程工作集(Working Set)的机制与方法 在Windows系统中,进程的工作集(Working Set)是进程当前在物理内存中驻留的页集合,直接影响内存使用效率。通过编程调整工作大小可实现内存优化或性能调优,但需谨慎操作以避免性能下降。以下是具体实现方法及注意事项: --- ### **1. 核心API与机制** #### **(1) `SetProcessWorkingSetSize`函数** **功能** 通过此API可设置进程工作集的**最小物理内存占用范围**,系统会根据策略动态调整实际值[^1]。 **函数原型** ```c BOOL SetProcessWorkingSetSize( HANDLE hProcess, // 进程句柄 SIZE_T dwMinimumWorkingSetSize, // 最小工作大小(单位:字节) SIZE_T dwMaximumWorkingSetSize // 最工作大小(单位:字节) ); ``` **使用示例** ```c HANDLE hProcess = OpenProcess(PROCESS_SET_QUOTA, FALSE, target_pid); if (SetProcessWorkingSetSize(hProcess, 50 * 1024 * 1024, 100 * 1024 * 1024)) { // 成功设置工作集为50MB~100MB } CloseHandle(hProcess); ``` **参数说明** - **特殊值**: - 使用`-1`(`SIZE_T`类型的`-1`)表示由系统自动管理,例如: ```c SetProcessWorkingSetSize(hProcess, -1, -1); // 完全交由系统管理 ``` - **权限需求**: - 进程句柄需具备`PROCESS_SET_QUOTA`权限,通常需要管理员权限修改其他进程的工作集。 --- #### **(2) `EmptyWorkingSet`函数** **功能** 强制将进程的工作集缩减至最小(尽可能释放物理内存),适用于紧急内存回收。 **函数原型** ```c BOOL EmptyWorkingSet(HANDLE hProcess); ``` **使用场景** ```c HANDLE hProcess = OpenProcess(PROCESS_QUERY_INFORMATION | PROCESS_SET_QUOTA, FALSE, pid); EmptyWorkingSet(hProcess); // 强制清空工作集 CloseHandle(hProcess); ``` --- ### **2. 底层机制与限制** #### **(1) 内存管理器干预** - **动态调整**: 即使设置工作集范围,Windows内存管理器仍会根据系统负载页面需求动态调整实际工作大小。例如,频繁访问的页面会被保留,冷数据可能被换出[^3]。 - **强制缩放的副作用**: 强制缩小工作集(如`EmptyWorkingSet`)会导致后续访问时频繁触发**硬缺页中断**(Hard Page Fault),显著降低性能。 #### **(2) 内核对象`_EPROCESS`关联** - 工作集信息存储在进程的`_EPROCESS`结构的`Vm`字段中(如`WorkingSetSize`),但**用户态无法直接修改内核结构**,必须通过API间接操作[^1][^3]。 --- ### **3. 其他相关API** #### **(1) `GetProcessWorkingSetSize`** 用于查询当前进程的工作集范围: ```c BOOL GetProcessWorkingSetSize( HANDLE hProcess, PSIZE_T lpMinimumWorkingSetSize, PSIZE_T lpMaximumWorkingSetSize ); ``` #### **(2) `VirtualLock`** 锁定指定内存区域到物理内存(防止被换出),间接影响工作集: ```c BOOL VirtualLock(LPVOID lpAddress, SIZE_T dwSize); // 需`SE_LOCK_MEMORY`权限 ``` --- ### **4. 注意事项** 1. **性能权衡** 强制缩小工作集可能导致频繁的磁盘I/O(页面文件交换),尤其在内存紧张时。 2. **权限要求** 修改其他进程的工作集通常需要管理员权限(如调用`OpenProcess`时请求`PROCESS_SET_QUOTA`)。 3. **系统策略限制** Windows可能忽略用户设置的最小/最值,例如:系统保留的“核心工作集”不可被过度缩减。 4. **监控工具** 使用Process Explorer或VMMap可实时观察工作集变化(参考引用[2][3]中的术语对应关系)。 --- ### **代码示例:动态调整当前进程工作集** ```c #include <windows.h> int main() { // 获取当前进程句柄 HANDLE hProcess = GetCurrentProcess(); // 设置工作集范围为100MB~200MB if (SetProcessWorkingSetSize(hProcess, 100 * 1024 * 1024, 200 * 1024 * 1024)) { printf("工作大小已调整"); } return 0; } ``` --- ### **相关问题** 1. 如何监控进程工作集的动态变化? 2. `VirtualLock`与`SetProcessWorkingSetSize`在内存管理中的区别是什么? 3. Windows内存管理器如何平衡多个进程的工作集需求? 4. 为什么强制清空工作集(`EmptyWorkingSet`)可能导致性能下降?
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