Linux内存模型与top命令的关系

最新推荐文章于 2024-07-17 10:12:43 发布

gnocuohz

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分类专栏：性能分析文章标签： linux linux内存 top命令 top命令与内存关系

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/zxcc1314/article/details/85036640

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本文深入解析物理内存、虚拟内存及交换空间的概念与运作机制，详细区分不同类型的虚拟内存，如私有、共享、匿名和文件支持的内存，并阐述其在操作系统中的角色。同时，文章解释了SWAP的作用，以及如何使用top命令监测内存使用情况。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

物理内存、虚拟内存与交换空间

物理内存是内存条上的空间。
虚拟内存不同于物理内存，虚拟内存是操作系统对进程地址空间管理（process address space management）而设计的一个逻辑内存空间。虚拟内存通过页映射表（page table）映射到物理内存空间。我们程序中的指针其实就是虚拟内存空间中的地址。
交换空间物理内存被占满，此时就需要移出物理内存，放进该存储空间，参考该链接[1]

虚拟内存 Memory Types

参考该链接[2]。
并不是所有虚拟内存都是相同的，大致可以分为以下四类：

	PRIVATE	SHARED
ANONYMOUS	1 `stack` `malloc()` `mmap(ANON, PRIVATE)` `brk()/sbrk()`	2 `POSIX shm*` `mmap(ANON, SHARED)`
FILE-BACKED	3 `mmap(fd, PRIVATE)` `pgms/shared libraries`	4 `mmap(fd, SHARED)`

Private Memory进程私有的内存
Shared Memory共享内存，映射相同内存的所有进程都会看到修改
Anonymous Memory没有文件背景的页面，不是以文件形式存在，如堆，栈，数据段等。
File-backed有文件背景的页面

NOTE：匿名页面可能会占用交换区域，而文件支持的页面则不会占用交换区域。

ps.表格中3部分链接[2]和链接[3]有点差别，binary和pgms暂未求证是否是相同的。

另一个概念，SWAP
当系统没有物理内存时，内核会尝试将一些数据从RAM移动到磁盘。如果内存是文件支持和共享的，这很容易。由于文件是数据的来源，它只是从RAM中删除，然后在下次读取时，它将从文件中加载。

内核还可以选择从RAM中删除匿名/私有内存。在这种情况下，数据写在磁盘上的特定位置。在Linux中，swap通常存储在特定分区中，在其他系统上，这可以是特定文件。然后，它的工作方式与文件支持的内存相同：当它被访问时，它从磁盘读取并重新加载到RAM中。

top命令

在这里插入图片描述
可以参考该链接[3]
%MEM - 简单的RES除以总物理内存
VIRT - 表格中所有的象限、上图 virtual addresses space 所有的
RES - 任何占用物理内存的东西，上图 virtual addresses space 中已经映射到 physical address space 的地址，就是左边有颜色的那部分（text、data、stack）。从Linux-4.5开始，是以下三个字段的总和:

RSan - 表格中象限1未被swap, which include any former quadrant 3 pages if modified（这句看不懂，哭哭）
RSfd - 表格中象限3和象限4未被swap
RSsh - 表格中象限2未被swap

CODE - 表格中象限3的’pgms’部分，可执行代码的物理内存量
SHR - RES的子集（不包括1，包括所有2和4，一些3）
DATA - VIRT的整个象限1部分加上象限3的所有未被swap显式mmap文件支持
SWAP - 除了象限4被swap的虚拟内存空间大小。

NOTE：即使程序映像和共享库被认为是进程私有，它们也会被内核考虑为共享（SHR）。

源码分析可以参考链接[4]
其他，查看内存工具，如进程的smaps文件，命令：cat /proc/进程的pid/smaps

参考链接
[1] https://blog.youkuaiyun.com/u014753393/article/details/50196825
[2] https://techtalk.intersec.com/2013/07/memory-part-1-memory-types/
[3] http://man7.org/linux/man-pages/man1/top.1.html
[4] https://www.cnblogs.com/xuxm2007/archive/2012/06/05/2536294.html
[5] https://blog.youkuaiyun.com/jasonchen_gbd/article/details/79462014