内存管理的发展历程
DOS时代 - 同一时间只能有一个进程在运行（也有一些特殊算法可以支持多进程）
windows9x - 多个进程装入内存 1：内存不够用 2：互相打扰
为了解决这两个问题，诞生了现在的内存管理系统：虚拟地址 分页装入 软硬件结合寻址
- 分页（内存不够用），内存中分成固定大小的页框（4K），把程序（硬盘上）分成4K大小的块，用到哪一块，加载那一块，加载的过程中，如果内存已经满了，会把最不常用的一块放到swap分区， 把最新的一块加载进来，这个就是著名的LRU算法
1.1 LRU算法 LeetCode146题，头条要求手撕，阿里去年也要求手撕
1.2 Least Recently Used 最不常用
1.3 哈希表（保证 查找操作O(1)） + 链表 （保证 排序操作和新增操作 O(1)））
1.4 双向链表 （保证 左边指针 指向右边块）
分页.png
LRU.png
改变指针的指向即可 - 虚拟内存（解决相互打扰问题）
2.1 DOS Win31 ... 互相干掉
2.2 为了保证互不影响 - 让进程工作在虚拟空间，程序中用到的空间地址不再是直接的物理地址，而是虚拟的地址，这样，A进程永远不可能访问到B进程的空间
2.3 虚拟空间多大呢？寻址空间 - 64位系统 2 ^ 64，比物理空间大很多 ，单位是byte
2.4 站在虚拟的角度，进程是独享整个系统 + CPU
2.5 内存映射：偏移量 + 段的基地址 = 线性地址 （虚拟空间）
2.6 线性地址通过 OS + MMU（硬件 Memory Management Unit）
虚拟内存分段.png
每个进程都虚拟的独占着整个cpu，进程内部分段，段内分页，需要该页的时候加载到页框。即进程a的只能访问自己独享的虚拟内存，而不能访问进程b的虚拟内存，他们是各自隔离的
使用虚拟内存的好处：
虚拟内存的好处.png
内存映射：
内存映射1.png
内存地址映射2.png
- 缺页中断（了解）：
3.1 需要用到页面内存中没有，产生缺页异常（中断），由内核处理并加载
内核同步机制（扩展-了解）
- 关于同步理论的一些基本概念
-- 临界区（critical area）: 访问或操作共享数据的代码段
简单理解：synchronized大括号中部分（原子性）
-- 竞争条件（race conditions）两个线程同时拥有临界区的执行权
-- 数据不一致：data unconsistency 由竞争条件引起的数据破坏
-- 同步（synchronization）避免race conditions
-- 锁：完成同步的手段（门锁，门后是临界区，只允许一个线程存在）
上锁解锁必须具备原子性
-- 原子性（象原子一样不可分割的操作）
-- 有序性（禁止指令重排）
-- 可见性（一个线程内的修改，另一个线程可见）
-- 互斥锁 排他锁 共享锁 分段锁 - 内核同步常用方法
1.原子操作 – 内核中类似于AtomicXXX，位于<linux/types.h>
2.自旋锁 – 内核中通过汇编支持的cas，位于<asm/spinlock.h>
3.读-写自旋 – 类似于ReadWriteLock，可同时读，只能一个写
读的时候是共享锁，写的时候是排他锁
4.信号量 – 类似于Semaphore(PV操作 down up操作 占有和释放）
重量级锁，线程会进入wait，适合长时间持有的锁情况
5.读-写信号量 – downread upread downwrite upwrite
（多个写，可以分段写，比较少用）(分段锁）
6.互斥体(mutex) – 特殊的信号量（二值信号量）
7.完成变量 – 特殊的信号量（A发出信号给B，B等待在完成变量上）
vfork() 在子进程结束时通过完成变量叫醒父进程 类似于(Latch)
8.BKL：大内核锁（早期，现在已经不用）
9.顺序锁（2.6）： – 线程可以挂起的读写自旋锁
序列计数器（从0开始，写时增加(+1)，写完释放(+1)，读前发现单数，
说明有写线程，等待，读前读后序列一样，说明没有写线程打断）
10.禁止抢占 – preempt_disable()
11.内存屏障 – 见volatile
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坐标帝都，白天上班族，晚上是知识的分享者
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