在 4GB 物理内存的机器上，申请 8G 内存会怎么样？.doc

"在 4GB 物理内存的机器上，申请 8G 内存会怎么样？" 在讨论这个问题之前，我们需要了解操作系统的虚拟内存机制。操作系统虚拟内存大小是有限的，32 位操作系统的虚拟地址空间大小为 4GB，而 64 位操作系统的虚拟地址空间大小为 128TB。应用程序通过 malloc 函数申请内存的时候，实际上申请的是虚拟内存，而不是物理内存。当应用程序读写了这块虚拟内存，CPU 就会去访问这个虚拟内存，如果发现这个虚拟内存没有映射到物理内存，CPU 就会产生缺页中断，进程会从用户态切换到内核态，并将缺页中断交给内核的 Page Fault Handler 处理。 缺页中断处理函数会看是否有空闲的物理内存，如果有，就直接分配物理内存，并建立虚拟内存与物理内存之间的映射关系。如果没有空闲的物理内存，那么内核就会开始进行回收内存的工作，如果回收内存工作结束后，空闲的物理内存仍然无法满足此次物理内存的申请，那么内核就会放最后的大招了触发 OOM 机制。 现在我们可以回答这个问题了：在 32 位操作系统、4GB 物理内存的机器上，申请 8GB 内存，会怎么样？因为 32 位操作系统，进程最多只能申请 3GB 大小的虚拟内存空间，所以进程申请 8GB 内存的话，在申请虚拟内存阶段就会失败。 在 64 位操作系统、4GB 物理内存的机器上，申请 8G 内存，会怎么样？64 位操作系统，进程可以使用 128TB 大小的虚拟内存空间，所以进程申请 8GB 内存是没问题的，因为进程申请内存是申请虚拟内存，只要不读写这个虚拟内存，操作系统就不会分配物理内存。 我们可以简单做个测试，我的服务器是 64 位操作系统，但是物理内存只有 2GB：现在，我在机器上，连续申请 4 次 1GB 内存，也就是一共申请了 4GB 内存，注意下面代码只是单纯分配了虚拟内存，并没有使用该虚拟内存： #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MEM_SIZE 1024*1024*1024 int main(){ char* addr[4]; int i=0; for(i=0; i<4; i++){ addr[i] = (char*)malloc(MEM_SIZE); } return 0; } 然后运行这个代码，可以看到，我的物理内存虽然只有 2GB，但是程序正常分配了 4GB 大小的虚拟内存： 我们可以通过下面这条命令查看进程（test）的虚拟内存大小： #ps aux | grep test USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND root 7797 0.0 0.04 3985403 312 pts/1 S+ 16:58 0:00 ./test 其中，VSZ 就代表进程使用的虚拟内存大小，RSS 代表进程使用的物理内存大小。可以看到，VSZ 大小为 4198540，也就是 4GB 的虚拟内存。 Swap 机制的作用是当系统的物理内存不够用的时候，将物理内存中的一部分空间释放出来，以便让系统继续运行。如果没有开启 Swap 机制，程序就会直接 OOM；如果有开启 Swap 机制，程序可以正常运行。Swap 机制可以将一部分物理内存交换到硬盘上，以释放出物理内存来供其他程序使用。 在讨论这个问题时，我们需要考虑三个前置条件：操作系统是 32 位的，还是 64 位的？申请完 8G 内存后会不会被使用？操作系统有没有使用 Swap 机制？只有考虑了这些前置条件，我们才能正确地回答这个问题。