WINDOWS的内存管理【虚拟内存管理】(一)

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WINDOWS的内存管理【虚拟内存管理】(一)

标签:   分类:web开发教程


基本概念【摘录】
每个进程都被赋予它自己的虚拟地址空间。对于32位进程来说,这个地址空间是4GB,因为32位指针可以拥有从0x000000000至0xFFFFFFFF之间的任何一个值。这使得一个指针能够拥有4294967296个值中的一个值,它覆盖了一个进程的4GB虚拟空间的范围。这是相当大的一个范围。由于每个进程可以接收它自己的私有的地址空间,因此当进程中的一个线程正在运行时,该线程可以访问只属于它的进程的内存。属于所有其他进程的内存则隐藏着,并且不能被正在运行的线程访问。
注意在Windows2000中,属于操作系统本身的内存也是隐藏的,正在运行的线程无法访问。这意味着线程常常不能访问操作系统的数据。Windows98中,属于操作系统的内存是不隐藏的,正在运行的线程可以访问。因此,正在运行的线程常常可以访问操作系统的数据,也可以破坏操作系统(从而有可能导致操作系统崩溃)。在Windows98中,一个进程的线程不可能访问属于另一个进程的内存。
前面说过,每个进程有它自己的私有地址空间。进程A可能有一个存放在它的地址空间中的数据结构,地址是0x12345678,而进程B则有一个完全不同的数据结构存放在它的地址空间中,地址是0x12345678。当进程A中运行的线程访问地址为0x12345678的内存时,这些线程访问的是进程A的数据结构。当进程B中运行的线程访问地址为0x12345678的内存时,这些线程访问的是进程B的数据结构。进程A中运行的线程不能访问进程B的地址空间中的数据结构。反之亦然。 软件开发
记住,这是个虚拟地址空间,不是物理地址空间。该地址空间只是内存地址的一个范围。在你能够成功地访问数据而不会出现违规访问之前,必须赋予物理存储器,或者将物理存储器映射到各个部分的地址空间。
每个进程的虚拟地址空间都要划分成各个分区。地址空间的分区是根据操作系统的基本实现方法来进行的。不同的Windows内核,其分区也略有不同。

当进程被创建并被赋予它的地址空间时,该可用地址空间的主体是空闲的,即未分配的。若要使用该地址空间的各个部分,必须通过调用VirtualAlloc函数来分配它里边的各个区域。对一个地址空间的区域进行分配的操作称为保留(reserving)
每当你保留地址空间的一个区域时,系统要确保该区域从一个分配粒度的边界开始。对于不同的CPU平台来说,分配粒度是各不相同的。但是,目前(x86、32位Alpha、64位Alpha和IA-64)都使用64KB这个相同的分配粒度。当你保留地址空间的一个区域时,系统还要确保该区域的大小是系统的页面大小的倍数。页面是系统在管理内存时使用的一个内存单位。与分配粒度一样,不同的CPU,其页面大小也是不同的。x86使用的页面大小是4KB,而Alpha(当既能运行32位Windows2000也能运行64位Windows2000时)使用的页面大小则是8KB。

在较老的操作系统中,物理存储器被视为计算机拥有的RAM的容量。换句话说,如果计算机拥有16MB的RAM,那么加载和运行的应用程序最多可以使用16MB的RAM。今天的操作系统能够使得磁盘空间看上去就像内存一样。磁盘上的文件通常称为页文件,它包含了可供所有进程使用的虚拟内存。
当然,若要使虚拟内存能够运行,需要得到CPU本身的大量帮助。当一个线程试图访问一个字节的内存时,CPU必须知道这个字节是在RAM中还是在磁盘上。
从应用程序的角度来看,页文件透明地增加了应用程序能够使用的RAM(即内存)的数量。如果计算机拥有64MB的RAM,同时在硬盘上有一个100MB的页文件,那么运行的应用程序就认为计算机总共拥有164MB的RAM。当然,实际上并不拥有164MB的RAM。相反,操作系统与CPU相协调,共同将RAM的各个部分保存到页文件中,当运行的应用程序需要时,再将页文件的各个部分重新加载到RAM。

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