Linux 系统中的友邻系统176

引言Linux 友邻系统是一种内存管理技术，旨在提高系统性能，特别是对于大型内存系统。它通过将物理内存页面分配给逻辑上相邻的进程，从而减少内存碎片。这种方法有助于提高缓存效率，并减少由于频繁的页面交换导致的系统开销。

友邻系统的运作原理友邻系统维护一组大小逐渐增加的内存块，称为伙伴系统。当需要分配内存时，系统会找到第一个可用的大小恰好等于或大于请求大小的块。如果该块太大，则将其分割成更小的块，直到找到合适的块。分割后的较小块被添加到伙伴系统中，供将来使用。

例如，如果请求分配 4KB 的内存，系统会从 8KB 的块开始搜索。如果该块可用，它将被分割成两个 4KB 的块，一个分配给进程，另一个添加到伙伴系统中作为备用。这个过程称为“伙伴分配”。

友邻系统的优势* 减少内存碎片：友邻系统将内存分配给相邻的进程，从而最小化内存碎片。这对于大型内存系统尤其重要，因为碎片会降低系统性能。
* 提高缓存效率：由于相邻的进程位于同一内存区域，因此它们可以共享缓存区域。这有助于减少缓存未命中，并提高整体系统性能。
* 降低页面交换开销：减少内存碎片可以减少页面交换的需要。当内存请求无法在物理内存中满足时，系统会将不使用的页面交换到磁盘上。频繁的页面交换会增加系统开销并降低性能。
* 简化内存管理：友邻系统提供了对内存分配和管理的简单且高效的方法。它消除了繁琐的内存管理算法，从而简化了开发人员和管理员的任务。

友邻系统的劣势* 外部碎片：尽管友邻系统可以减少内部碎片，但它可能会导致外部碎片。当所有可用内存都被分配成较小的块时，系统可能无法分配较大的块。
* 内存浪费：分割较大的块以满足较小的请求可能会导致内存浪费。
* 延迟分配：在某些情况下，友邻系统可能需要延迟分配，直到可以找到合适的内存块。这可能会导致应用程序性能下降。

友邻系统在 Linux 中的实现Linux 内核中实现了友邻系统，称为 Buddy System。Buddy System 是一种高效的伙伴分配实现，它在管理 Linux 系统中的物理内存方面发挥着至关重要的作用。

结论Linux 中的友邻系统是一种高效的内存管理技术，它通过将内存分配给相邻的进程来提高系统性能。它可以减少内存碎片，提高缓存效率，并降低页面交换开销。然而，它也有一些劣势，如外部碎片、内存浪费和延迟分配。尽管如此，友邻系统仍然是 Linux 系统中内存管理的重要组成部分，它有助于提供高效且健壮的计算环境。

2025-01-06

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