进程地址空间和虚拟内存

Question

我是这个领域的菜鸟，所以请耐心回答我的问题:)

我正在阅读有关进程地址空间、虚拟内存和分页的信息。 我了解页面在 RAM 中换入和换出的机制。 据记载，每个进程都有一个 4GB 的虚拟地址空间，其中一部分用于用户空间（特定于每个进程 - 1 或 2 GB），其余部分是内核空间（所有进程通用）。由于每个进程的虚拟地址空间都存储在二级存储中，是否意味着每次启动进程时，它都会在我的硬盘中保留 4 GB 空间？ 我没有看到每次启动一个进程时我的硬盘空间都减少了 4GB……或者是虚拟空间不是作为一个块保留的，而是从小开始的，可以增长到 4GB。 请说明一些问题，如果您知道任何可以帮助我理解这个复杂主题的内容，也请发布一些有关该主题的链接。

Answer 1

虚拟地址内存管理不使用辅助存储。 它只是将您的程序和主内存划分为某个分区大小。 主内存分区称为帧，程序分区称为页。 主存和帧中的每个分区大小相同。

每当使用一个程序时，内核都会检查该程序的所有页面是否都可以放入主内存中。 如果是这样，它会将所有页面保留在主内存中。 否则，它只会保留最初需要的页面。 当稍后需要其他页面时，它会从主内存中删除其中一个帧，然后将请求的页面传输到删除该帧的位置。

为了将地址从页映射到帧，内核使用页映射表，该表准确地说明此特定页位于主存储器中的哪个帧。

检查以下参考资料： https : //www.cs.umd.edu/class/sum2003/cmsc311/Notes/Memory/virtual.html https://www.bottomupcs.com/virtual_addresses.xhtml

Answer 2

这里是题外话，可以详细说明数百页的文字（请参阅有关此主题的 cs 书籍）。

但简而言之，您错了：虚拟内存不存储在二级存储中。 它可以在那里，但通常不是。 操作系统正在处理它，根据它的信息，它将数据保存在正常内存中（例如，当进程处于活动状态时），或者它在硬盘上（例如，当内存不足且进程处于非活动状态时）。

虚拟化意味着，对于进程它是透明的，它不知道数据存储在哪里，它总是通过相同的指针访问。 系统可以根据情况更改底层存储（然后将数据换入或换出）。

Answer 3

虚拟地址空间不会“存储”在任何地方。 只有为进程分配的内存页可以存储在内存/磁盘上。

内存的分配取决于操作系统。 即在 Windows 中分配和管理可以由程序使用相应的内存函数来完成，例如 VirtualAlloc 将内存映射到地址空间， VirtualProtect函数指定给定在程序地址空间中分配的内存块应该具有的属性。

Answer 4

嗯，对于这个领域的新手来说，这是一个很好的问题。实际发生的是，正在执行的进程被认为拥有所有内存，而它只有少数内存会随着它的增长而扩展。这个内存称为虚拟内存。

我希望这个答案有帮助。