内存管理是操作系统中的重要组成部分，负责分配、释放和管理内存资源。本文将详细介绍Linux内存管理的工作原理、常见的内存分配与释放方法以及一些相关的概念。

Linux内存管理的工作原理

• 虚拟内存：Linux使用虚拟内存技术来管理物理内存和进程的地址空间。每个进程都有独立的虚拟地址空间，这使得多个进程可以同时运行并共享物理内存。
• 分页机制：Linux使用分页机制将虚拟内存划分为固定大小的页面，并映射到物理内存中的页面帧上。这样可以提供更高的内存利用率，并实现了内存的动态分配和回收。
• 页面置换：当物理内存不足时，Linux会使用页面置换算法将不常用的页面从物理内存中换出，留出空间给新的页面。常用的页面置换算法包括最近最少使用（LRU）和最不经常使用（LFU）等。
• 匿名内存和文件内存：Linux区分匿名内存和文件内存。匿名内存用于存储进程的堆和栈等数据，而文件内存用于缓存文件的内容，提高文件读写性能。

内存分配和释放

• 内存分配函数：Linux提供了一系列的内存分配函数，最常见的是malloc()、calloc()和realloc()。这些函数以字节为单位分配指定大小的内存，并返回指向分配内存的指针。
• 内存释放函数：对应地，Linux也提供了相应的内存释放函数，最常用的是free()。通过调用free()函数，回收之前分配的内存，使其可再次使用。

内存管理的相关概念

• 页面大小：页面大小是物理内存和虚拟地址空间划分的基本单位，通常为4KB或者2MB。
• 内存映射：内存映射是将文件的内容映射到进程的地址空间中，使得文件可以像访问内存一样被读写。
• 区域和区域映射：内核将物理内存按照不同的特性划分为不同的区域，例如可读可写区域和只读区域等。区域映射则是将虚拟地址映射到相应的内存区域。
• 内存管理器：内核中的内存管理器负责管理物理内存和虚拟地址空间，包括页面分配和回收、页面置换、内存共享等功能。

其他常见的内存管理操作

• 内存释放：除了使用free()函数显式释放内存外，Linux还提供了自动回收堆上内存的机制，称为废品回收。废品回收器会检测不再需要的内存并释放它。
• 内存共享：Linux允许多个进程共享同一块物理内存，这样可以减少内存的消耗，并方便进程间的通信和数据共享。
• 内存对齐：为了提高内存访问的效率，Linux要求特定的数据类型在内存中的起始地址必须是其大小的倍数。这称为内存对齐。

Linux内存管理负责分配、释放和管理内存资源，采用虚拟内存和分页机制来实现，提供了丰富的内存分配和释放函数。通过页面置换算法、内存映射和区域映射等技术，实现了内存的动态分配和回收。同时，Linux还支持废品回收、内存共享和内存对齐等常见的内存管理操作。深入理解并合理应用Linux内存管理的原理和方法，可以提高系统的性能和稳定性。

Centos内存使用与优化技巧

Linux服务器分配真实与虚拟内存给处理器，通过交换管理内存使用率。 明白Linux内存类型以及处理器如何共享内存有助于优化内存使用率。 从Linux内核start-up执行程序进程分配内存，需要虚拟内存总和。 Linux上的虚拟内存是无限的，处理器在启动时就能分配内存。 Linux内核映射通过交换能分配虚拟内存到实际内存。 与Windows不同，内存交换会让程序慢下来，Linux内存交换是有益的，这得感谢Linux分析进程所分配的内存页使用的方式。 Linux内核运行最近使用算法，确定哪些内存页需要进入RAM哪些不需要。 某些情况下，让Linux内核交换更快速能提升内存性能。 一个程序的进程通常需要比实际需求更多的虚拟内存。 在Linux的顶级程序中，虚拟内存需求出现在VIRT与常驻内存（RAA）卷中。 当进程开始使用分配给的内存页做事时，页面移到RAM，作为RSS显示。 监控Linux内核内存使用率让管理员只保留这些频繁使用的内存页。 不常使用的存取页可通过内核或交换丢弃。 Linux服务器上的进程使用匿名内存，与代码以及数据相关的文件内存。 匿名内存必须直接可用，因此，如果内存资源有压力，标注为匿名内存的页就应该进行交换。 数据内存又是另一回事了。 当一个进程从磁盘读数据时，保留在缓存中，允许在下次需要数据时进程快速提供数据。 在内存压力下，内核可以丢弃数据内存。 移动未使用的文件内存到交换是没有性能益处的，丢弃是个更好的选择。 在决定丢弃或交换内存时，Linux内核区分活跃与不活跃内存。 如果不活跃的内存近期未用，那么将其移到交换或直接丢弃显然没有害处。 /proc/meminfo文件显示匿名与文件内存的活跃与不活跃内存之间的差别，如下图1所示。 图1：来自Linux内核活跃内存与不活跃内存的差别[root@IAD ~]# less /proc/meminfoMemTotal： kBMemFree： kBBuffers： kBCached： kBSwapCached： 0 kBActive： kBInactive： kBActive（anon）： kBInactive（anon）： kBActive（file）： kBInactive（file）： kBUnevictable： 0 kBMlocked： 0 kBSwapTotal： kBSwapFree： kBDirty： 132 kBWriteback： 0 kBAnonPages： kBMapped： kBShmem： kBSlab： kBSReclaimable： kBSUnreclaim： kB在这个例子中，有大量活跃的匿名内存，少量的不活跃匿名内存。 如果系统处于内存压力下，内核将移动125MB的不活跃匿名内存到交换。 不应该交换标志为活跃页内存的1.6GB内存，因为内存页经常需要在RAM与磁盘之间移动，这样就会降低性能。 如果过交换的量大于不活跃（匿名）内存，你应该添加更多RAM优化Linux内存页。 对于理想的Linux内存页，实际使用的交换总量不应该多余不活跃（匿名）内存页的量。 活跃（文件）内存的量等于内核所需的缓存内存的量。 否则，就不能提升服务器性能。 当内核需要更多内存时，标志为不活跃的文件内存将被丢弃。 由于Linux内核无法更好处理，那么不活跃文件内存保留在缓存中。 如果数据丢弃也不会有影响。 

Linux中内存的分配和回收是怎样的

Linux 采用 Buddy 算法有效分配和释放物理页块。 linux系统内存管理的特点linux的进程结束后，它占用的资源全部释放，但是内存仅仅是设置了标志，标志了这部分内存已经不再使用，可以被重新分配的。 当进程需要内存时，linux系统首先从空闲内存中...