9、讲一讲你理解的虚拟内存【中高频】

• 计算机早期，CPU 是直接操作 物理内存（Physical Memory）的，但这会导致 内存空间无法完全隔离，一个程序修改了另一个程序的地址空间，就会导致程序崩溃；同时物理内存大小有限，一旦超出这个范围，程序也会崩溃。

  

• 为了解决这个问题，引入了虚拟内存技术。虚拟内存是一种内存管理技术，是虚拟的、逻辑上存在的连续存储空间，它在程序运行期间 动态映射 到多个物理内存碎片 中。如果物理内存中，它会借助磁盘来拓展空间（如 内存交换技术），因此虚拟内存比实际的物理内存大得多。

  • 每一个进程都有独立的虚拟地址空间，不同进程互相不干扰，提高了安全性

  • 由于虚拟内存在背后会借助磁盘空间，所以可以让每个程序都以为有充足的空间来供运行。

    

• 映射的原理：

  • **虚拟内存到物理内存的映射，是通过 页映射表（page table）完成的。**内核会为 每一个进程 维护一份相互独立的页映射表。一段虚拟内存空间 通过 页映射表 映射到一段物理内存空间上，这样 CPU 访问对应 虚拟内存地址的时候 就可以通过查找 页映射表 来访问对应的物理内存。另外，页（page）是 虚拟内存 向 物理内存 映射的基本单元。

  • 虚拟内存是这 按需映射 的。在虚拟内存里 程序运行过程时 没有访问 的地方，是不会映射到物理内存上的；只有被访问的空间才会被映射到物理内存上。所以说，虚拟内存大，只能表示 程序可访问的空间大，不代表它实际占用的物理内存也很大。