内存回收机制

内存缺页中断

    应用程序通过 malloc 函数申请内存的时候,实际上申请的是虚拟内存,此时并不会分配物理内存
    当应用程序读写了这块虚拟内存,CPU 就会去访问这个虚拟内存, 这时会发现这个虚拟内存没有映射到物理内存, CPU 就会产生缺页中断,进程会从用户态切换到内核态,并将缺页中断交给内核的 Page Fault Handler （缺页中断函数）处理

    缺页中断处理函数会看是否有空闲的物理内存，如果有就直接分配物理内存，并建立虚拟内存与物理内存之间的映射关系

    用户态和内核态的区分

          cpu中有一个专门标识指令状态的寄存器,用来表示当前的指令状态是用户态还是内核态

内存回收方式

     1.异步回收

          kswapd:在物理内存紧张的时候,会唤醒kswapd内核线程来回收内存,这个回收内存的过程异步的不会阻塞进程的执行

     2.同步回收

         如果后台异步回收跟不上进程内存申请的速度,就会开始直接回收,这个回收内存的过程是同步的,会阻塞进程的执行

     3. OOM

        OOM Killer 机制会根据算法选择一个占用物理内存较高的进程,然后将其杀死,以便释放内存资源,如果物理内存依然不足,OOM Killer 会继续杀死占用物理内存较高的进程,直到释放足够的内存位置

回收内存页类型

         文件页

             文件页（File-backed Page）：内核缓存的磁盘数据（Buffer）和内核缓存的文件数据（Cache）都叫作文件页。大部分文件页，都可以直接释放内存，以后有需要时，再从磁盘重新读取就可以了。而那些被应用程序修改过,并且暂时还没写入磁盘的数据（也就是脏页），就得先写入磁盘，然后才能进行内存释放。所以回收干净页的方式是直接释放内存，回收脏页的方式是先写回磁盘后再释放内存

        匿名页

            匿名页（Anonymous Page）：应用程序通过 mmap 动态分配的堆内存叫作匿名页,这部分内存很可能还要再次被访问,所以不能直接释放内存,它们回收的方式是通过 Linux 的 Swap 机制.Swap 会把不常访问的内存先写到磁盘中,然后释放这些内存,给其他更需要的进程使用。再次访问这些内存时，重新从磁盘读入内存就可以了

       文件页和匿名页的回收都是基于 LRU 算法，也就是优先回收不常访问的内存

回收内存性能影响

     文件页的回收：对于干净页是直接释放内存，这个操作不会影响性能，而对于脏页会先写回到磁盘再释放内存，这个操作会发生磁盘 I/O 的，这个操作是会影响系统性能
     匿名页的回收：如果开启了 Swap 机制，那么 Swap 机制会将不常访问的匿名页换出到磁盘中，下次访问时，再从磁盘换入到内存中，这个操作是会影响系统性能的

     回收内存的操作基本都会发生磁盘 I/O 的，如果回收内存的操作很频繁，意味着磁盘 I/O 次数会很多，这个过程势必会影响系统的性能，整个系统给人的感觉就是很卡

     Linux 提供了一个 /proc/sys/vm/swappiness 选项，用来调整文件页和匿名页的回收倾向。

     swappiness 的范围是 0-100，数值越大，越积极使用 Swap，也就是更倾向于回收匿名页；数值越小，越消极使用 Swap，也就是更倾向于回收文件页

     一般建议 swappiness 设置为 0（默认就是 0），这样在回收内存的时候，会更倾向于文件页的回收，但是并不代表不会回收匿名页

OOM设置规则

       每个进程的 oom_score_adj 默认值都为 0，所以最终得分跟进程自身消耗的内存有关，消耗的内存越大越容易被杀掉。我们可以通过调整 oom_score_adj 的数值，来改成进程的得分结果

       如果不想某个进程被首先杀掉，那你可以调整该进程的 oom_score_adj，从而改变这个进程的得分结果，降低该进程被 OOM 杀死的概率

       如果你想某个进程无论如何都不能被杀掉，那你可以将 oom_score_adj 配置为 -1000

       最好将一些很重要的系统服务的 oom_score_adj 配置为 -1000，比如 sshd

      不建议将我们自己的业务程序的 oom_score_adj 设置为 -1000，因为业务程序一旦发生了内存泄漏，而它又不能被杀掉，这就会导致随着它的内存开销变大，OOM killer 不停地被唤醒，从而把其他进程一个个给杀掉

内存分配   

         32位操作系统针对的32位的CPU设计。64位操作系统针对的64位的CPU设计
         操作系统只是硬件和应用软件中间的一个平台。我们的CPU从原来的8位，16位，到32位和64位

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