windows內(nèi)存管理方法
Windows 內(nèi)存管理方式主要分為頁式管理、段式管理、段頁式管理,以下是這三種方式的具體介紹:
- 頁式管理:基本原理是將各進程的虛擬空間劃分為若干個長度相等的頁。頁式管理把內(nèi)存空間按照頁的大小劃分成片或者頁面,然后通過建立頁表來實現(xiàn)頁式虛擬地址與內(nèi)存地址的一一對應,并利用相應的硬件地址變換機構解決離散地址變換問題。它采用請求調(diào)頁或預調(diào)頁技術來進行內(nèi)外存存儲器的統(tǒng)一管理。優(yōu)點是沒有外碎片,每個內(nèi)碎片不超過頁的大小,程序不必連續(xù)存放,便于改變程序占用空間的大小。缺點是程序需全部裝入內(nèi)存,要求有相應的硬件支持,例如地址變換機構、缺頁中斷的產(chǎn)生和選擇淘汰頁面等,這增加了機器成本和系統(tǒng)開銷,可能產(chǎn)生抖動現(xiàn)象,且若頁面較大,每個作業(yè)或進程的最后一頁內(nèi)未被利用的空間損失仍然較大。
- 段式管理:基本思想是把程序按照內(nèi)容或過程(函數(shù))關系分段,每段都有自己的名字,一個用戶作業(yè)或進程所包括的段對應一個二維線形虛擬空間,即二維虛擬存儲器。段式管理程序以段為單位分配內(nèi)存,然后通過地址映射機構把段式虛擬地址轉換為實際內(nèi)存物理地址。優(yōu)點是可以分別編寫和編譯,能針對不同類型的段采用不同的保護,還可以按段為單位進行共享,包括通過動態(tài)鏈接進行代碼共享。缺點是會產(chǎn)生碎片。
- 段頁式管理:系統(tǒng)必須為每個作業(yè)或進程建立一張段表,以管理內(nèi)存分配與釋放、缺段處理、存儲保護及地址變換等。另外,由于一個段又被劃分成了若干頁,每個段還必須建立一張頁表以把段中的虛頁變換成內(nèi)存中的實際頁面,頁表中要有相應的實現(xiàn)缺頁中斷處理和頁面保護等功能的表項。段表中應有專項指出該段所對應頁表的頁表始址和頁表長度。段頁式管理結合了段式管理與頁式管理的優(yōu)點,但管理軟件的增加也導致復雜性和開銷隨之增加,所需的硬件以及占用的內(nèi)存也有所增多,若不采用聯(lián)想寄存器提高 CPU 的訪內(nèi)速度,執(zhí)行速度會大大下降。
為了實現(xiàn)內(nèi)存管理,Windows 還提供了一系列 API 函數(shù),如:
HeapCreate:在進程中創(chuàng)建一個堆并返回句柄;GetProcessHeap:獲取當前進程中的一個堆的句柄;GetProcessHeaps:獲取當前進程中的所有堆的句柄和數(shù)量;HeapAlloc:從指定堆上分配內(nèi)存;HeapRealloc:從指定堆上重新分配內(nèi)存大小;HeapFree:釋放堆所分配的內(nèi)存;HeapDestroy:銷毀由HeapCreate創(chuàng)建的堆;VirtualAlloc:分配、預定一塊虛擬內(nèi)存;VirtualFree:釋放虛擬內(nèi)存等。
此外,在 Windows 系統(tǒng)中,還有一些優(yōu)化內(nèi)存管理的方法,例如提高系統(tǒng)其他部件的性能、調(diào)整高速緩存區(qū)域的大小、監(jiān)視內(nèi)存使用情況并及時釋放內(nèi)存空間、優(yōu)化內(nèi)存中的數(shù)據(jù)等。
如果你想進一步了解 Windows 內(nèi)存管理的相關細節(jié),可以查閱 MSDN 等更詳細的資料,或者參考相關的操作系統(tǒng)書籍。同時,在實際編程中,合理使用內(nèi)存管理機制和相關函數(shù),可以提高程序的性能和穩(wěn)定性。
