系统明明有很多内存,却无法分配出一片大块内存?

简介: 系统明明有很多内存,却无法分配出一片大块内存?

今日问题:系统明明有很多内存,却无法分配出一片大块内存?

这是为什么呢?

这个问题涉及内存管理的一个内容——内存碎片

什么是内存碎片?

内存碎片在Linux很早的时候就已经出现了,了解早期内存碎片产生的历史,有利于我们对它的理解。

假设现在有一块32MB大小的内存,一开始操作系统使用了最小的一块——4MB大小,剩余的内存要留给4个进程使用,如图(a)所示。

进程A使用了操作系统往上的10MB内存,进程B使用了进程A往上的6MB内存,进程C使用了进程B往上的8MB内存,如图(b)所示,:

进程D需要5MB内存,所以剩余的内存不足以装载进程D,这个内存末位就形成了第一个空洞(内存碎片)。假设某个时刻,操作系统需要运行进程D,因为系统中没有足够的内存,所以需要选择一个进程来换出,为进程D腾出足够的空间。假设操作系统选择进程B来换出,这样进程D就装载到了原来进程B的地址空间里,于是产生了第二个空洞,如图(c)所示:

假设操作系统某个时刻需要运行进程B,也需要选择一个进程来换出,假设进程A被换出,那么操作系统中又产生了第三个空洞,如图(d)所示:

随着时间的推移,内存空洞会越来越多,内存的利用率也随之下降,这些内存空洞就是我们常说的内存碎片

看到这,你已经知道了什么是内存碎片,同时还了解了一种内存管理机制——动态分区法。上述举例其实就是动态分区法,操作系统早期使用动态分区法来管理内存。

怎么解决内存碎片化问题?

思路其实很简单:把多个小块内存拼成一个大块内存

早期使用动态分区法的操作系统,为了解决碎片化问题,就是动态地移动进程,使得进程占用的空间是连续的,并且所有的空闲空间也是连续,这样就把多个小内存块拼起来了。但是缺点也非常明显,进程的迁移需要耗费大量的时间

内碎片和外碎片

内存碎片分两种:内碎片外碎片

内碎片:分配给程序的内存但未被利用的部分

外碎片:系统无法利用的小内存块(如上述动态分区法产生的碎片)

如今操作系统使用分页或分段机制来管理内存,但仍不可避免地会产生一些内存碎片。

为了解决内碎片和外碎片问题,Linux引入了两个东西:伙伴系统slab

伙伴系统用于解决外碎片问题,slab用于解决内碎片问题。

伙伴系统和slab也是内存管理中比较核心的内容,有兴趣的可以去研究一下。

总结

所以,当系统有很多内存,但无法分配出一片大块内存时,就是因为产生了很多内存碎片,导致系统中有很多不连续的小块内存,表面上看系统空闲内存很多,但实际都是一些零散的内存。

猜你喜欢:

实战 | RISC-V Linux入口地址2M预留内存优化

RISC-V Linux启动之页表创建分析

RISC-V Linux汇编启动过程分析

写给新手的MMU工作原理

OpenSBI三种固件的区别

RISC-V 入门笔记(新手必看!)

教你在QEMU上运行RISC-V Linux

相关文章
|
23天前
|
存储 缓存 监控
|
27天前
麒麟系统mate-indicators进程占用内存过高问题解决
【10月更文挑战第7天】麒麟系统mate-indicators进程占用内存过高问题解决
119 2
|
24天前
|
缓存 算法 Java
JVM知识体系学习六:JVM垃圾是什么、GC常用垃圾清除算法、堆内存逻辑分区、栈上分配、对象何时进入老年代、有关老年代新生代的两个问题、常见的垃圾回收器、CMS
这篇文章详细介绍了Java虚拟机(JVM)中的垃圾回收机制,包括垃圾的定义、垃圾回收算法、堆内存的逻辑分区、对象的内存分配和回收过程,以及不同垃圾回收器的工作原理和参数设置。
50 4
JVM知识体系学习六:JVM垃圾是什么、GC常用垃圾清除算法、堆内存逻辑分区、栈上分配、对象何时进入老年代、有关老年代新生代的两个问题、常见的垃圾回收器、CMS
|
25天前
|
存储 Java
JVM知识体系学习四:排序规范(happens-before原则)、对象创建过程、对象的内存中存储布局、对象的大小、对象头内容、对象如何定位、对象如何分配
这篇文章详细地介绍了Java对象的创建过程、内存布局、对象头的MarkWord、对象的定位方式以及对象的分配策略,并深入探讨了happens-before原则以确保多线程环境下的正确同步。
46 0
JVM知识体系学习四:排序规范(happens-before原则)、对象创建过程、对象的内存中存储布局、对象的大小、对象头内容、对象如何定位、对象如何分配
|
19天前
|
运维 JavaScript Linux
容器内的Nodejs应用如何获取宿主机的基础信息-系统、内存、cpu、启动时间,以及一个df -h的坑
本文介绍了如何在Docker容器内的Node.js应用中获取宿主机的基础信息,包括系统信息、内存使用情况、磁盘空间和启动时间等。核心思路是将宿主机的根目录挂载到容器,但需注意权限和安全问题。文章还提到了使用`df -P`替代`df -h`以获得一致性输出,避免解析错误。
|
29天前
麒麟系统mate-indicators进程占用内存过高问题解决
【10月更文挑战第5天】麒麟系统mate-indicators进程占用内存过高问题解决
107 0
|
2月前
|
监控 Ubuntu API
Python脚本监控Ubuntu系统进程内存的实现方式
通过这种方法,我们可以很容易地监控Ubuntu系统中进程的内存使用情况,对于性能分析和资源管理具有很大的帮助。这只是 `psutil`库功能的冰山一角,`psutil`还能够提供更多关于系统和进程的详细信息,强烈推荐进一步探索这个强大的库。
41 1
|
3月前
|
缓存 Ubuntu Linux
在Linux中,如何检查系统的CPU和内存使用情况?
在Linux中,如何检查系统的CPU和内存使用情况?
|
3月前
|
存储 编译器 C语言
【C语言篇】数据在内存中的存储(超详细)
浮点数就采⽤下⾯的规则表⽰,即指数E的真实值加上127(或1023),再将有效数字M去掉整数部分的1。
331 0
|
13天前
|
存储 C语言
数据在内存中的存储方式
本文介绍了计算机中整数和浮点数的存储方式,包括整数的原码、反码、补码,以及浮点数的IEEE754标准存储格式。同时,探讨了大小端字节序的概念及其判断方法,通过实例代码展示了这些概念的实际应用。
25 1