Linux系统主存局限性及解决方法(linux系统主存)

Linux作为一个开源的操作系统，在科研、教育和服务器等行业中被广泛使用。但是，Linux系统在处理一些内存密集型任务时，存在主存局限性的问题。本文将介绍linux系统主存局限性的原因以及解决方法。

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一、Linux系统主存局限性的原因

1. 内存容量不足

Linux系统的内存管理机制采用虚拟内存技术，即将主存的一部分空间与硬盘上的一部分空间相互映射，形成一个虚拟内存地址空间。当可用内存不足时，内核会将一部分不常用的内存数据保存到硬盘上的swap分区中。但是，当系统中运行的进程过多或单个进程需要大量的内存时，内存容量很容易达到瓶颈，导致进程运行速度变慢。

2. 内存碎片化问题

Linux系统使用页式内存管理机制，即将整个物理内存和虚拟内存按照页的大小进行划分，每个进程需要的内存会被分配到一个或多个物理页框上。当进程执行完毕后，被占用的页框将被回收，这时如果有些页框大小不足以分配给后面进程需要的大块内存，则会产生大量空闲碎片，导致内存的浪费。

3. 内存泄漏问题

内存泄漏是指程序中存在内存分配但未释放的情况。当程序运行时间越长，内存泄漏占用的内存空间就越多，最终导致内存不足。

二、解决方法

1. 使用更多的内存

当Linux系统的内存容量不足时，可以通过增加内存的方法来解决。安装更多的物理内存或购买更多的虚拟内存，可以让系统运行更多的进程，提高系统整体的应用性能。

2. 使用swap分区

一旦内存不足，系统会将一部分不常用的内存数据保存到硬盘上的swap分区中。但是，swap分区的使用会降低系统的性能，因为硬盘的速度比内存的速度慢得多。所以，在使用swap分区时，需要将其设置到较快的磁盘上，并且保证内存使用率不要超过70%。

3. 使用内存清理工具

内存清理工具可以通过清空闲置内存、释放缓存等方式来释放内存，减少内存占用率。例如，Linux系统自带的clear、free和sync命令，可以通过命令行来释放内存。

4. 优化程序代码

优化程序代码是解决内存泄漏问题的最有效方法。通过使用垃圾回收机制、调整数据结构、避免使用递归等方法，可以减少内存使用量，避免出现内存泄漏的问题。

5. 使用内存管理工具

内存管理工具可以帮助管理员更好地监控和管理Linux系统的内存使用情况。例如，通过使用top命令，可以查看系统中各进程的内存占用情况，从而确定特定进程的内存占用是否超出了系统预期。

结论

Linux系统作为一种开源的操作系统，其内存管理机制采用虚拟内存技术，具有较高的稳定性和可靠性。但是，Linux系统在处理内存密集型任务时，会面临内存局限性的问题。为了解决这个问题，我们可以采用增加内存、使用swap分区、使用内存清理工具、优化程序代码以及使用内存管理工具等方法。通过这些方法，我们可以更好地保证Linux系统的稳定性和高效性。

相关问题拓展阅读：

• Linux系统的基本配置要求是什么？
• LINUX系统的内存管理知识详解

Linux系统的基本配置要求是什么？

Linux系统更低配置：

      CPU：MHz;

      内存：MB;

      硬盘：41026GB剩余空间;

      显卡：800×600以上分辨率。

      Linux是一套免费使用和自由传播的类1653Unix操作系统，是一个基于POSIX和Unix的多用户、多任务、支持

多线程

和多CPU的操作系统。它能运行主要的Unix工具软件、

应用程序

和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。坦梁芹

      https：//imgcdn.idongde.com/qa/2023/06/28/14/54

      扩展资料：

      Linux主要特性：

、完全免费

      Linux是一款免费的操作系统，用户可以通过网络或其他途径免费获得，并可以任意修改其让毕

源代码

。这渣闷是其他的操作系统所做不到的。正是由于这一点，来自全世界的无数程序员参与了Linux的修改、编写工作，程序员可以根据自己的兴趣和灵感对其进行改变，这让Linux吸收了无数程序员的精华，不断壮大。

、多用户、多任务

      Linux支持多用户，各个用户对于自己的文件设备有自己特殊的权利，保证了各用户之间互不影响。多任务则是现在电脑最主要的一个特点，Linux可以使多个程序同时并独立地运行。

、良好的界面

      Linux同时具有字符界面和图形界面。在字符界面用户可以通过键盘输入相应的指令来进行操作。它同时也提供了类似Windows图形界面的X-Window系统，用户可以使用鼠标对其进行操作。在X-Window环境中就和在Windows中相似，可以说是一个Linux版的Windows。

、支持多种平台

      Linux可以运行在多种硬件平台上，如具有x86、680×0、SPARC、Alpha等处理器的平台。此外Linux还是一种

嵌入式操作系统

，可以运行在

掌上电脑

、机顶盒或游戏机上。2023年1月份发布的Linux2.4版内核已经能够完全支持Intel64位芯片架构。同时Linux也支持多处理器技术。多个处理器同时工作，使系统性能大大提高。

      参考资料来源：百度百科-linux

LINUX系统的内存管理知识详解

内存是Linux内核所管理的最重要的资源之一。内存管理系统是操作系统中最为重要的部分，因为系统的物理内存总是少于系统所需要的内存数量。虚拟内存就是为了克服这个矛盾而采用的策略。系统的虚拟内存通过在各个进程之间共享内存而使系统看起来有多于实际内存的内存容量。Linux支持虚拟内存, 就是使用磁盘作为RAM的扩展，使可用内存相应地有效扩大。核心把当前不用的内存块存到硬盘，腾出内存给其他目的。当原来的内容又要使用时，再读回内存。以下就是我为大家整理到的详细LINUX系统内存管理的知识，欢迎大家阅读!!!

LINUX系统教程：内存管理的知识详解

一、内存使用情况监测

　　(1)实时监控内存使用情况

　　在命令行使用“Free”命令可以监控内存使用情况

　　代码如下:

　　#free

　　total used free shared buffers cached

　　Mem:

　　-/+ buffers/cache:

　　Swap:72

　　上面给出了一个256兆的RAM和512兆交换空间的系统情况。第三行输出(Mem:)显示物理内存。total列不显示核心使用的物理内存(通常大约1MB)。used列显示被使用的内存总额(第二行不计缓冲)。 free列显示全部没使用的内存。Shared列显示多个进程共享的内存总额。Buffers列显示磁盘缓存的当前大小。第五行(Swap:)对对换空间，显示的信息类似上面。如果这行为羡芹全0，那么没使用对换空间。在缺省的状态下，free命令以千字节(也就是1024字节为单位)来显示内存使用情况。可以使用—h参数以字节为单位显示内存使用情况，或者可以兄晌使用—m参数以兆字节为单位显示内存使用情况。还可以通过—s参数使用命令来不间断地监视内存使用情况：

　　#free –b –s2

　　这个命令将会在终端窗口中连续不断地报告内存的使用情况，每2秒钟更新一次。

　　(2)组合watch与 free命令用来实时监控内存使用情况：

　　代码如下:

　　#watch -n 2 -d free

　　Every 2.0s: free Fri Jul 6 06:06:

　　total used free shared buffers cached

　　Mem:64784

　　-/+ buffers/cache:

　　Swap:15928

　　watch命令会每两秒执行 free一次，执行前会清除屏幕，在同样位置显示数据。因为 watch命令不会卷动屏幕，所以适合出长时间的监测内存使用率。可以使用 -n选项，控制执行的频率;也可以利用 -d选项，让命令将每次不同的地方显示出来。Watch命令会一直执行，直到您按下 – 为止。

二、虚拟内存的概念

　　(1)Linux虚拟内存实现机制

　　Linux虚拟内存的实现需要六种机制的支持：地址映射机制、内存分配回收机制、缓存和刷新机制、请求页机制、交换机制、内存共享机制。

　　首先内存管理程序通过映射机制把用户程序的逻辑地址映射到物理地址，在用户程序运行时如果发现程序中要用的虚地址没有对应的物理内存时，就发出了请求页要求;如果有空闲的内存可供分配，就请求分配内存(于是用到了内存的分配和回收)，并把正在使用的物理页记录在缓存中(使用了缓存机制)。 如果没有足够的内存可供分配，那么就调用交换机制，腾出一部分内存。另外在地址映射中要通过TLB(翻译后援存储器)来寻找物理页;交换机制中也要羡派锋用到交换缓存，并且把物理页内容交换到交换文件中后也要修改页表来映射文件地址。

　　(2)虚拟内存容量设定

　　也许有人告诉你，应该分配2倍于物理内存的虚拟内存，但这是个不固定的规律。如果你的物理保存比较小，可以这样设定。如果你有1G物理内存或更多的话，可以缩小一下虚拟内存。Linux会把大量的内存用做Cache的,但在资源紧张时回收回.。你只要看到swap为0或者很小就可以放心了,因为内存放着不用才是更大的浪费。

三、使甩vmstat命令监视虚拟内存使用情况

　　vmstat是Virtual Meomory Statistics(虚拟内存统计)的缩写，可对操作系统的虚拟内存、进程、CPU活动进行监视。它是对系统的整体情况进行统计，不足之处是无法对某个进程进行深入分析。通常使用vmstat 5 5(表示在5秒时间内进行5次采样)命令测试。将得到一个数据汇总它可以反映真正的系统情况。

　　代码如下:

　　#vmstat 5 5

　　procemoryswapiosystemcpu—-

　　r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa

54 2

　　vmstat命令输出分成六个部分：

　　(1)进程procs：

　　r：在运行队列中等待的进程数 。

　　b：在等待io的进程数 。

　　(2)内存memoy：

　　swpd：现时可用的交换内存(单位KB)。

　　free：空闲的内存(单位KB)。

　　buff: 缓冲去中的内存数(单位：KB)。

　　cache：被用来做为高速缓存的内存数(单位：KB)。

　　(3) swap交换页面

　　si: 从磁盘交换到内存的交换页数量，单位：KB/秒。

　　so: 从内存交换到磁盘的交换页数量，单位：KB/秒。

　　(4) io块设备:

　　bi: 发送到块设备的块数，单位：块/秒。

　　bo: 从块设备接收到的块数，单位：块/秒。

　　(5)system系统：

　　in: 每秒的中断数，包括时钟中断。

　　cs: 每秒的环境(上下文)切换次数。

　　(6)cpu中央处理器：

　　cs：用户进程使用的时间 。以百分比表示。

　　sy：系统进程使用的时间。 以百分比表示。

　　id：中央处理器的空闲时间 。以百分比表示。

　　如果 r经常大于 4 ，且id经常小于40，表示中央处理器的负荷很重。 如果bi，bo 长期不等于0，表示物理内存容量太小。

四、Linux 服务器的内存泄露和回收内存的方法

　　1、内存泄漏的定义：

　　一般我们常说的内存泄漏是指堆内存的泄漏。堆内存是指程序从堆中分配的，大小任意的(内存块的大小可以在程序运行期决定)，使用完后必须显示释放的内存。应用程序一般使用malloc，realloc，new等函数从堆中分配到一块内存，使用完后，程序必须负责相应的调用free或释放该内存块，否则，这块内存就不能被再次使用，我们就说这块内存泄漏了。

　　2、内存泄露的危害

　　从用户使用程序的角度来看，内存泄漏本身不会产生什么危害，作为一般的用户，根本感觉不到内存泄漏的存在。真正有危害的`是内存泄漏的堆积，这会最终消耗尽系统所有的内存。从这个角度来说，一次性内存泄漏并没有什么危害，因为它不会堆积，而隐式内存泄漏危害性则非常大，因为较之于常发性和偶发性内存泄漏它更难被检测到。存在内存泄漏问题的程序除了会占用更多的内存外，还会使程序的性能急剧下降。对于服务器而言，如果出现这种情况，即使系统不崩溃，也会严重影响使用。

　　3、内存泄露的检测和回收

　　对于内存溢出之类的麻烦可能大家在编写指针比较多的复杂的程序的时候就会遇到。在 Linux 或者 unix 下，C、C++语言是最使用工具。但是我们的 C++ 程序缺乏相应的手段来检测内存信息，而只能使用 top 指令观察进程的动态内存总额。而且程序退出时，我们无法获知任何内存泄漏信息。

　　使用kill命令

　　使用Linux命令回收内存，我们可以使用Ps、Kill两个命令检测内存使用情况和进行回收。在使用超级用户权限时使用命令“Ps”，它会列出所有正在运行的程序名称，和对应的进程号(PID)。Kill命令的工作原理是：向Linux操作系统的内核送出一个系统操作信号和程序的进程号(PID)。

　　应用例子：

　　为了高效率回收内存可以使用命令ps 参数v：

　　代码如下:

　　# ps v

　　PID TTY STAT TIME MAJFL TRS DRS RSS %MEM COMMAND

tty1 Ss+ 0:8 0.1 /in/mingetty tty1

tty2 Ss+ 0:8 0.1 /in/mingetty tty2

tty3 Ss+ 0:2 0.1 /in/mingetty tty3

tty4 Ss+ 0:8 0.1 /in/mingetty tty4

tty5 Ss+ 0:2 0.1 /in/mingetty tty5

tty6 Ss+ 0:4 0.1 /in/mingetty tty6

tty7 Ss+ 1:.0 /usr/bin/Xorg :0 -br -a

pts/2 Ss 0:1496 0.6 -bash

pts/4 Ss 0:1472 0.6 /bin/bash

pts/4 S+ 0:48 0.2 ping 192.168.1.12

pts/2 R+ 0:68 0.3 ps v

　　然后如果想回收Ping命令的内存的话，使用命令：

　　代码如下:

　　# Kill

　　使用工具软件

　　Memprof是一个非常具有吸引力且非常易于使用的软件，它由Red Hat的Owen Talyor创立。这个工具是用于GNOME前端的Boehm-Demers-Weiser垃圾回收器。这个工具直接就可以执行，并且其工作起来无需对源代码进行任何修改。在程序执行时，这个工具会以图形化的方式显示内存的使用情况。

　　相关介绍：Linux

　　严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核，但人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统。

　　Linux拥有以下特性：类似于Unix的基本思想，支持完全免费与自由传播，完全兼容POSIX1.0标准，支持多用户、多任务、有着良好的界面、支持多种平台。Linux 能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。

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