304-Windows内存管理

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2022-10-21 14:58 185阅读 0赞

## Windows内存管理 ##

**Windows虚拟内存管理程序控制如何分配内存以及如何执行分页**。内存管理程序设计成可以在**各种平台**上执行，并且使用的页尺寸可以从4KB一直到6KB。Intel和AMD64平台每页有4096个字节，而Intel Itanium平台每页有8192个字节。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## Windows虚拟地址映射 ##

在32位系统，每个Windows用户进程看到的是一个独立的32位地址空间，每个进程允许4GB的存储空间。一部分存储空间默认为操作系统保留，因而每个用户实际上有2GB的可用虚拟地址空间，所有进程共享同一个2GB的系统空间。有一个选项可用允许用户空间增加到3GB，只留下1GB用作系统空间。Windows文档表明这个功能是为了支持具有多个GB的RAM的服务器上运行的、对内存要求非常高的应用程序，并且使用大地址空间可以大幅度地提高应用程序的性能，例如决策支持或者数据挖掘。  
**下图8.26给出了用户进程看到的默认的虚拟地址空间**。它由4个区域组成：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

## Windows分页 ##

当一个进程被创建后，原则上它可以使用整个2GB的用户空间。这个空间划分成固定大小的页，每个页都可以被读入内存，操作系统以64KB为界在分配的相邻的区域管理这些页。**一个页可以处于以下三种状态之一：**  
1、**可用**：当前未被进程使用的地址。  
2、**保留**：虚拟内存管理器为一个进程保留的地址，这些地址不能分配给其他进程使用（如为一个栈保留空间以便应对其增长）。  
3、**提交**：虚拟内存管理器为进程初始化地址空间，以便访问虚拟内存页。这些页可以在磁盘中或者物理内存中保留。在磁盘上时，它们可以按照文件（映射的页）形式保存，或者在页面文件中保存（例如，当它们从内存中被移出时写入页的磁盘文件）。

区分保留的存储空间和提交的存储空间是很有用的，因为它将系统总共所需要的虚拟内存缩减到最小，也可以使页面文件变小；它允许程序保留地址空间，即使这块地址空间还不能被程序访问或者利用资源额已经装满。

**Windows使用的是可变分配、局部范围的驻留集管理方案**。当一个进程第一次被激活时，就给它分配一个数据结构以便管理其工作集。当进程所需的页已经放入物理内存，**内存管理器**使用这个数据结构来记录分配给进程的页面。**活动进程的工作集可以使用下面通用的约束进行调整：**  
**1、当内存空间很充裕时，虚拟内存管理程序允许活动进程的驻留集增长。为实现这一点，当发生缺页中断时，一个新页被读入内存，但是旧页却不换出，从而该进程的驻留集增加一页。  
2、当内存空间很缺乏时，虚拟内存管理程序通过把最近很少使用的页移出活动进程的驻留集，从而缩减那些驻留集的大小，为系统回收内存空间。**

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221021/511e3d9409d04c2b8bead6415164d357.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221021/04bd0f16065b4eeb96016634bd11a03f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0xJTlpFWVU2NjY_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221021/71a62f91578145bcbf56dd0b5d2601ad.png