操作系统内存管理思维导图总结

发表于2026-04-09|更新于2026-04-09|操作系统

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操作系统内存管理思维导图总结

笔记在导图里面

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操作系统–虚拟内存管理

文章作者: 褚成志

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操作系统思维导图内存

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内存知识总结

虚拟内存与多级页表对普通进程来说，能看到的其实是内核提供的虚拟内存，这些虚拟内存还需要通过页表，由系统映射为物理内存。当进程通过 malloc() 申请虚拟内存后，系统并不会立即为其分配物理内存，而是在首次访问时，才通过缺页异常陷入内核中分配内存。内存缓存为了协调 CPU 与磁盘间的性能差异，Linux 还会使用 Cache 和 Buffer ，分别把文件和磁盘读写的数据缓存到内存中。内存回收一旦发现内存紧张，系统会通过三种方式回收内存：基于 LRU（Least Recently Used）算法，回收缓存；基于 Swap 机制，回收不常访问的匿名页；基于 OOM（Out of Memory）机制，杀掉占用大量内存的进程。直接内存回收：缓存回收和 Swap 回收实际上都是基于 LRU 算法，也就是优先回收不常访问的内存。LRU 回收算法，实际上维护着 active 和 inactive 两个双向链表，其中： active 记录活跃的内存页； inactive 记录非活跃的内存页。越接近链表尾部，就表示内存页越不常访问。这样，在回收内存时，系统就...

阻塞、非阻塞、同步、异步的区别是什么？

同步异步描述的是被调用方。阻塞非阻塞描述的是调用方。二者没有必然联系。阻塞是调用方A发出命令后，必须等待B返回结果。非阻塞是调用方A发出命令后，A不需要等待B，可以做自己的事情。同步是B收到A的指令之后会立即执行，A可以得到结果。异步是B收到A的指令之后不会立即执行要做的事情，A的本次调用不会得到结果，但是B执行完要做的事情之后会通知A。我们常常混淆的同步异步、阻塞非阻塞其实是放在特定场景下的，不能一概而论，IO也分为磁盘IO和网络IO。这里所讲的IO一般指网络IO。阻塞IO和非阻塞IO：指的是socket编程中发起read函数系统调用读取数据后是否阻塞住如果一直等待到有数据才返回，这个read就是阻塞的，也是同步的如果没有数据就返回-1而不是等待，这个read就是非阻塞的，也是同步的同步IO和异步IO：指的操作系统内核是否自动将数据从内核空间拷贝到用户空间如果需要read函数自己将数据拷贝到用户空间就是同步IO 如果内核自动将数据拷贝到用户空间，并且通知用户，就是异步IO（一般在Linux上用的少，windows有完整实现）同步执行和异步执行：指...

Linux虚拟内存、buffer、cache、缓存命中率、缓存文件大小

cachetop 跟 top 类似，默认按照缓存的命中次数（HITS）排序，展示了每个进程的缓存命中情况。具体到每一个指标，这里的 HITS、MISSES 和 DIRTIES ，跟 cachestat 里的含义一样，分别代表间隔时间内的缓存命中次数、未命中次数以及新增到缓存中的脏页数。而 READ_HIT 和 WRITE_HIT ，分别表示读和写的缓存命中率。指标–文件在内存中的缓存大小pcstat使用 pcstat 这个工具，来查看文件在内存中的缓存大小以及缓存比例。pcstat 是一个基于 Go 语言开发的工具，所以安装它之前，你首先应该安装 Go 语言展示了 /bin/ls 这个文件的缓存情况：Cached 就是 /bin/ls 在缓存中的大小，而 Percent 则是缓存的百分比。你看到它们都是 0，这说明 /bin/ls 并不在缓存中。 ls 命令，再运行相同的命令来查看的话，就会发现 /bin/ls 都在缓存中了实验新建文件–第一个终端确认刚刚生成的文件不在缓存中。...

进程间的通信⽅式有哪些？区别是什么，为什么需要？

进程间的通信⽅式有哪些？区别是什么，为什么需要？导图有笔记 https://www.processon.com/view/link/60ef10dae0b34d06fba96f3d 进程的通信有 6 种，分别是：管道、消息队列、共享内存、信号量、socket，信号。他们的区别，有哪些应⽤，为什么需要这些？管道匿名管道： Linux 命名的估计都懂这条语句的含义，其中”|“是管道的意思，它的作用就是把前一条命令的输出作为后一条命令的输入。在这里就是把 netstat -tulnp 的输出结果作为 grep 8080 这条命令的输入。如果两个进程要进行通信的话，就可以用这种管道来进行通信了，并且我们可以知道这条竖线是没有名字的，所以我们把这种通信方式称之为匿名管道。并且这种通信方式是**单向**的，只能把第一个命令的输出作为第二个命令的输入，如果进程之间想要互相通信的话，那么需要创建两个管道。命名****管道：下面我们来创建一个命名管道。执行之后会卡住在另一个进程里面执行输出管道内容就可以了从上面的例子可以看出，管道的通知机制类似于缓存，就像一个进程把数据放在某个...

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