人工智能趋势对当今企业的影响

.管理逻辑

Linux对物理页面管理的框架如上图，由于本文阐述的是物理内存外碎片，所以关于伙伴系统本文只做简单分析，不涉及具体的细节并不阐述关于per cpu pageset等内容，如果读者有兴趣，可以参考内核源码。

Linux将物理内存分为不同的node和zone来管理：

• node：为了支持NUMA结构，即CPU对不同内存簇的访问速度不同，Linux设计了node结构，将物理内存分为多个内存节点管理;对于UMA结构，只有一个node节点。
• zone：为兼容不同的平台的硬件限制，例如80x86的体系结构的硬件总线访问等问题，Linux将node节点下的内存分为多个zone;目前在ARM平台，多个zone管理已非必要。

zone管理单元下的内存通过free_area数组将内存分成11个块链表进行管理：


 

二、Linux物理内存管理框架

阐述物理内存外碎片化的来龙去脉前，先得明白Linux是如何管理物理内存的?Linux内核采用的是buddy system allocation，即著名的伙伴系统分配器。

1.设计思路

伙伴系统分配器的核心思路：将系统的空闲页面分为11个块链表，每个块链表分别管理着1,2,4,8,16,32,64,128,256,512和1024个物理页帧号连续的页面。每个页面大小为4K bytes，buddy管理的块大小范围从4K bytes到4M bytes，以2的倍数递增。


 

2.物理内存外碎片化：指系统中无法利用的小内存块。

例如系统剩余内存为16K bytes，但是这16K bytes内存是由4个4K bytes的页面组成，即16K内存物理页帧号#1不连续。在系统剩余16K bytes内存的情况下，系统却无法成功分配大于4K的连续物理内存，该情况就是内存外碎片导致，本文中阐述的就是物理内存外碎片化。

注：#1物理页帧号：Linux物理内存是通过页面进行管理，并对每个页面进行编号，称为页帧号，如果是连续的两个物理页面，其页帧号是连续的。


 

结语

该篇主要讲了Redis的ZSET数据类型的底层实现跳跃表，先从跳跃表是什么，引出跳跃表的概念和数据结构，剖析了其主要组成部分，进而通过多幅过程图解释了Redis是如何设计跳跃表的，最后结合源码对跳跃表进行描述，如创建过程，添加节点过程，获取某个节点排名过程，中间穿插例子和过程图。

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（编辑：威海站长网）

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