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linux内存、磁盘空间分配、回收方式

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linux内存、磁盘空间分配、回收方式

2023-07-05 09:55:13   0  举报

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linux

内存管理

磁盘空间分配及回收

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大纲/内容

linux

文件系统<br>

一切皆文件<br>

磁盘结构<br>

盘面

磁道<br>

扇区

磁盘的基本单位<br>

块

文件系统操作文件的最小单位

Linux文件系统<br>

分为两层

<font color="#f44336"><b>VFS（虚拟文件系统）</b></font>

VFS在linux架构中的位置<br>

具体文件系统

虚拟文件系统四大对象<br>

1、超级块<br>

2、索引节点：inode<br>

inode描述<br>

一个inode可以有多个文件名（<b>目录项：dentry</b>）来对应它

inode能描述文件占用的块数<br>

inode描述了文件大小和指向数据块的指针<br>

通过i节点实现文件的逻辑结构和物理结构的转换

inode怎样生成的?<br>

inode和文件的关系?<br>

3、目录项：dentry<br>

目录项和索引节点的关系：<font color="#f44336">多对一</font>

目录项和目录是一个东西吗？<br>

4、逻辑块<br>

文件数据是如何存储在磁盘的?<br>

inode保存指向逻辑块的指针：一对多

文件分配方式<br>

连续分配<br>

优点<br>

缺点

链式分配<br>

隐式链接<br>

优点

缺点<br>

显式链接<br>

优点

缺点

索引分配<br>

优点

文件的创建、增大、缩小很方便<br>

不会有碎片的问题<br>

支持顺序读写和随机读写

缺点<br>

如果文件很大

链式索引块

多级索引块<br>

空闲空间的管理<br>

空闲表法<br>

优点<br>

缺点<br>

碎片空间

空闲链表法<br>

优点

无碎片空间

缺点<br>

不能随机访问，工作效率低<br>

数据块的指针消耗了一定的存储空间

位图法<br>

索引节点、目录项以及文件数据关系图<br>

文件的存储<br>

块组<br>

目录的存储<br>

内存管理<br>

<b><font color="#f44336">虚拟内存</font></b>、内存管理单元（MMU）、物理内存<br>

映射关系管理<br>

分段<br>

分段机制会把程序的虚拟地址分成 4 个段<br>

好处

能产生连续的内存空间

不足之处<br>

内存碎片<br>

内存交换的效率低<br>

分页<br>

怎么解决分段的内存碎片、内存交换效率低的问题？<br>

如果内存空间不够：<font color="#f44336"><b>LRU</b></font>

虚拟地址和物理地址是如何映射的？

举例<br>

<b>简单的分页</b>有什么缺陷呢？<br>

多级页表<br>

二级页表空间分析

局部性原理<br>

不分级为何无法节省内存<br>

页表缓存TLB（Translation Lookaside Buffer）<br>

内存回收<br>

三种回收方式<br>

1、回收内核中的缓存<br>

2、swap 机制<br>

3、触发 OOM（Out Of Memory）机制<br>

swap机制原理<br>

哪些进程的内存交换到硬盘中?<br>

<b><font color="#f44336">匿名内存页（数据段、堆段和栈段）</font></b>

LRU 内存淘汰算法<br>

主要构成

active_list<br>

inactive_list<br>

PG_referenced标志位<br>

流程<br>

申请一个匿名内存页<br>

匿名内存页被进程访问<br>

内存淘汰过程<br>

活跃链表的内存页也有衰退的过程<br>

用户态与内核态的内存空间<br>

虚拟内存<br>

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