操作系统本身是否会发出虚拟内存地址？

操作系统本身不会发出虚拟内存地址。虚拟内存是一种操作系统提供的内存管理技术，用于将物理内存和逻辑内存进行映射，使得程序能够访问超出物理内存限制的数据。在虚拟内存中，每个进程都有自己的虚拟地址空间，而操作系统负责将虚拟地址映射到物理内存中的实际地址。

当程序访问虚拟内存地址时，操作系统会通过页表等数据结构将虚拟地址转换为物理地址，并进行相应的内存访问操作。这个转换过程是由操作系统的内存管理单元（MMU）来完成的，而不是操作系统本身发出虚拟内存地址。

虚拟内存的使用可以带来以下优势：

扩展内存：虚拟内存可以将程序的地址空间扩展到物理内存之外，允许程序使用比物理内存更大的内存空间。
内存隔离：每个进程都有独立的虚拟地址空间，使得进程之间的内存不会相互干扰，提高了系统的安全性和稳定性。
内存共享：虚拟内存可以实现内存共享，多个进程可以共享同一段物理内存，提高了系统的资源利用率。
内存回收：当物理内存不足时，操作系统可以将不常用的内存页面置换到磁盘上，从而释放出物理内存供其他进程使用。

在腾讯云的产品中，与虚拟内存相关的服务包括云服务器（CVM）和弹性伸缩（Auto Scaling）。云服务器提供了虚拟化的计算资源，可以根据实际需求进行灵活的内存配置。弹性伸缩则可以根据负载情况自动调整虚拟机实例的数量和规模，以满足应用程序对内存资源的需求。

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对于虚拟化技术的分类，有很多种不同的方式，有的之间也有互相重合的部分，但总体来说可以区分为两大类：硬件虚拟化、软件虚拟化。所谓硬件虚拟化，指的是物理硬件本身就提供虚拟化的支持。...又或者说，CPU 能够自身模拟裂变，让程序或者操作系统认为存在多个 CPU，进而能够同时运行多个程序或者操作系统。这些都是硬件虚拟化的体现。...也就是说，虽然应用程序向操作系统或者物理硬件发出的指令不是当前硬件平台所支持的指令，这个实现虚拟化的软件也会将之转换为当前硬件平台所能识别的。...当然，在实际场景中，虚拟化还能进行更加细化的分类，例如：平台虚拟化：在操作系统和硬件平台间搭建虚拟化设施，使得整个操作系统都运行在虚拟后的环境中。...应用程序虚拟化：在操作系统和应用程序间实现虚拟化，只让应用程序运行在虚拟化环境中。内存虚拟化：将不相邻的内存区，甚至硬盘空间虚拟成统一连续的内存地址，即我们常说的虚拟内存。

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分段的办法很好，解决了程序本身不需要关心具体的物理内存地址的问题，但它也有一些不足之处：第一个就是内存碎片的问题。第二个就是内存交换的效率低的问题。...分页的寻址方式虚拟地址与物理地址之间通过页表来映射，如下图： img 页表是存储在内存里的，内存管理单元（MMU）就做将虚拟内存地址转换成物理地址的工作。...img 总结一下，对于一个内存地址转换，其实就是这样三个步骤：把虚拟内存地址，切分成页号和偏移量；根据页号，从页表里面，查询对应的物理页号；直接拿物理页号，加上前面的偏移量，就得到了物理内存地址。...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。...头部压缩 HTTP/2 会压缩头（Header）如果你同时发出多个请求，他们的头是一样的或是相似的，那么，协议会帮你消除重复的部分。

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控制器卡上通常会有一个连接器，通向设备本身的电缆可以插入到这个连接器中，很多控制器可以操作 2 个、4 个设置 8 个相同的设备。控制器与设备之间的接口通常是一个低层次的接口。...通过写入这些寄存器，操作系统可以命令设备发送数据，接收数据、开启或者关闭设备等。通过从这些寄存器中读取信息，操作系统能够知道设备的状态，是否准备接受一个新命令等。...操作系统需要保证的是禁止把控制寄存器的地址空间放在用户的虚拟地址中就可以了。第三，对于内存映射 I/O，可以引用内存的每一条指令也可以引用控制寄存器，便于引用。...当写操作完成时，磁盘控制器在总线上发出一个应答信号到 DMA 控制器，这是第四步。然后，DMA 控制器会增加内存地址并减少字节数量。...使用物理地址需要操作系统将目标内存缓冲区的虚拟地址转换为物理地址，并将该物理地址写入 DMA 控制器的地址寄存器中。另一种方案是一些 DMA 控制器将虚拟地址写入 DMA 控制器中。

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负责从操作系统接收命令，并完成命令的执行，比如负责从操作系统中读取数据。设备本身，有自己的接口，但需要连接使用。每个控制器都有少量的用于通信的寄存器（几个到几十个不等）。...因此当这个设备真正发生中断时，这个设备不会把数据直接放到总线上，这个设备会立即向中断控制器发出中断请求，中断控制器通过中断向量识别这个请求是哪个设备发来的，然后通过某种方式通知给CPU，让CPU知道具体哪个设备中断求情到达了...资源集包括： 1>.cpu时间； 2>.内存地址：抽象成虚拟地址空间(如32位操作系统，支持4G空间，内核占用1G空间，进程也会默认自己有3G可用，事实上未必有3G空间，因为你的电脑可能会是小于4G的内存...每一进程都有自己线性地址，这个地址是操作系统虚拟出来的，并不真实存在，它需要把这个虚拟地址和真正的物理内存做一个映射关系，如图“进程和内存的存储关系”，最终的进程数据的存放处位置还是映射到内存中了。...只要是被开发成应用程序的，不是作为操作系统本身的一部分而存在的，我们称之为用户空间的程序。他们运行状态称之为用户态。

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操作系统中要同时执行多个进程程序，要保证它们之间互不干扰，也就是说一个进程不能访问另一个进程的内存空间。...程序中读写特定内存数据时，不能直接映射到物理内存，也就是说程序发出的内存地址和物理内存要是独立的。综上所述，内存管理的目标就是：地址保护：一个程序不能访问另一个程序地址空间。...虚拟内存虚拟内存是操作系统发展史上一个重要的里程碑，虚拟内存的使用，避免程序直接和主存（物理内存）打交道，并且对缓存、主存和磁盘做了统一抽象，这样程序就可以突破物理内存的大小限制，当然程序还是要受制于虚拟内存的大小限制的...程序中看到的内存地址是虚拟内存地址，程序读写内存时会被映射到实际的物理内存中，这个映射称为翻译，这个翻译工作是由MMU（内存管理单元）来完成，MMU接收CPU发出的虚拟地址，将其翻译为物理地址后发送给内存...进程发出一个虚拟地址给内存管理单元后，内存管理单元首先将地址里面页号部分的字位分离出来，然后判断该虚拟页面是否有效，是否存放在内存，是否受到保护。

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四.IO设备 1.IO设备由设备控制器和设备本身组成。设备控制器：集成在主板的一块芯片活一组芯片。负责从操作系统接收命令，并完成命令的执行。比如负责从操作系统中读取数据。...因此当这个设备真正发生中断时，这个设备不会把数据直接放到总线上，这个设备会立即向中断控制器发出中断请求，中断控制器通过中断向量识别这个请求是哪个设备发来的，然后通过某种方式通知给CPU，让CPU知道具体哪个设备中断求情到达了...资源集包括： 1>.cpu时间； 2>.内存地址：抽象成虚拟地址空间(如32位操作系统，支持4G空间，内核占用1G空间，进程也会默认自己有3G可用，事实上未必有3G空间，因为你的电脑可能会是小于4G的内存...每一进程都有自己想线性地址，这个地址是操作系统虚拟出来的，并不真实存在，它需要把这个虚拟地址和真正的物理内存做一个映射关系，如图“进程和内存的存储关系”，最终的进程数据的存放处位置还是映射到内存中了。...只要是被开发成应用程序的，不是作为操作系统本身的一部分而存在的，我们称之为用户空间的程序。他们运行状态称之为用户态。

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在等待的这段时间里，电脑的硬盘灯会不停闪烁，同时硬盘(如果是西部数据的硬盘)会发出电锯一般的声响。这是因为，Windows95为代表的32位操作系统让CPU工作在保护模式。...我们在《花名与破冰》一篇中提到，在保护模式下，应用程序看到的是操作系统为其分配的内存“虚拟地址”，访问虚拟地址时，会映射到实际的物理内存。...，并在内存总线上发出该物理地址的寻址请求。...事实上，如果我们对物理内存进行了超分配，如计算机中只有64MB内存，而操作系统中运行的各个应用却申请了128MB内存的场景，另外64MB分配给操作系统的虚拟内存地址，在映射表中是找不到的。...当应用或虚拟机要访问这段内存地址的时候，操作系统会在page fault处理程序中，从硬盘上把内容读到物理内存里面，同时把其他应用或虚拟机的内存内容挤出去存到硬盘上；这种行为虽然看起来能分配比物理内存大得多的内存

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系统层面IO【原理笔记】

，以便将数据经网络发出这里有四次拷贝零字节拷贝方式 ?...三、虚拟内存 1.虚拟内存好处 1.一个或者多个的虚拟地址可以指向同一个物理内存地址 2.虚拟内存空间可大于实际可用的硬件内存下图用户空间和内核空间地址映射到同一个物理内存地址 ?....内存页的大小总是磁盘块大小的倍数（操作系统把内存地址空间划分为页） 4.虚拟和物理内存页的大小总是相同 2.内存页调度为了支持寻址空间大于物理内存，虚拟内存需要分页（通常称为交换）。...CPU中包含内存管理单元（MMU），逻辑上位于CPU与物理内存之间，该设备包含虚拟地址向物理内存地址转换的映射信息。...5.虚拟内存系统俘获页错误，安排页面调入，从磁盘上读取页内容，使页有效 6.一旦页面调入操作完成，文件系统即对原始数据进行解析，取得所需文件内容或属性信息备注：大多数操作系统假设进程会继续读取文件剩余部分

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面试被问到“零拷贝”！你真的理解吗？

I/O概念 1、缓冲区缓冲区是所有I/O的基础，I/O讲的无非就是把数据移进或移出缓冲区；进程执行I/O操作，就是向操作系统发出请求，让它要么把缓冲区的数据排干(写)，要么填充缓冲区(读)；下面看一个...进程发起read请求之后，内核接收到read请求之后，会先检查内核空间中是否已经存在进程所需要的数据，如果已经存在，则直接把数据copy给进程的缓冲区；如果没有内核随即向磁盘控制器发出命令，要求从磁盘读取数据...所有现代操作系统都使用虚拟内存，使用虚拟的地址取代物理地址，这样做的好处是： 1）一个以上的虚拟地址可以指向同一个物理内存地址， 2）虚拟内存空间可大于实际可用的物理地址；利用第一条特性可以把内核空间地址和用户空间的虚拟地址映射到同一个物理地址...省去了内核与用户空间的往来拷贝，java也利用操作系统的此特性来提升性能，下面重点看看java对零拷贝都有哪些支持。...大致意思就是通过native方法获取内存映射的地址，如果失败，手动gc再次映射；最后通过内存映射的地址实例化出MappedByteBuffer，MappedByteBuffer本身是一个抽象类，其实这里真正实例话出来的是

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牛逼哄哄的零拷贝是什么？

I/O概念 1、缓冲区缓冲区是所有I/O的基础，I/O讲的无非就是把数据移进或移出缓冲区；进程执行I/O操作，就是向操作系统发出请求，让它要么把缓冲区的数据排干(写)，要么填充缓冲区(读)；下面看一个...java进程发起read请求加载数据大致的流程图：进程发起read请求之后，内核接收到read请求之后，会先检查内核空间中是否已经存在进程所需要的数据，如果已经存在，则直接把数据copy给进程的缓冲区...；如果没有内核随即向磁盘控制器发出命令，要求从磁盘读取数据，磁盘控制器把数据直接写入内核read缓冲区，这一步通过DMA完成；接下来就是内核将数据copy到进程的缓冲区；如果进程发起write请求，...所有现代操作系统都使用虚拟内存，使用虚拟的地址取代物理地址，这样做的好处是： 1）一个以上的虚拟地址可以指向同一个物理内存地址， 2）虚拟内存空间可大于实际可用的物理地址；利用第一条特性可以把内核空间地址和用户空间的虚拟地址映射到同一个物理地址...map()方法的源码：大致意思就是通过native方法获取内存映射的地址，如果失败，手动gc再次映射；最后通过内存映射的地址实例化出MappedByteBuffer，MappedByteBuffer本身是一个抽象类

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虚拟内存介绍

最终诞生了我们今天要说的虚拟内存。虚拟内存简介在虚拟内存中程序并不直接访问物理内存，而是和虚拟内存地址空间交互。操作系统和处理器将虚拟内存地址转化为物理内存地址。...即便物理内存地址不连续但虚拟内存地址可以做到总是连续的，这样操作系统算是间接完成了将内存碎片合并成一块可用内存的艰巨工作。...这时候程序就有了一个实际可读写的物理内存地址。虚拟内存的背后当程序有了连续、整洁的虚拟内存空间后，操作系统和硬件在后台对物理内存做一些很疯狂的事了。...当MMU检测到缺页中断后会将中断信息转交给操作系统，操作系统会尝试去找到虚拟地址到物理地址的映射，大多数情况下这个是一个很简单的操作，除非物理内存已经耗尽。分页，当物理内存不足时如何实现？...假设你的一个程序占用了300m的内存:它是虚拟的还是物理的?该空间的一部分是否分页到磁盘?如果是，分页操作是否足够快?此外，如果您想使系统处于良好状态，那么调优分页文件/交换区域是一个重要的步骤。

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Linux虚拟内存和缺页中断

Linux虚拟内存地址空间为了防止不同进程同一时刻在物理内存中运行而对物理内存的争夺和践踏，采用了虚拟内存。虚拟内存技术使得不同进程在运行过程中，它所看到的是自己独自占有了当前系统的4G内存。...请求分页系统、请求分段系统和请求段页式系统都是针对虚拟内存的，通过请求实现内存与外存的信息置换。虚拟内存的好处：扩大地址空间；内存保护：每个进程运行在各自的虚拟内存地址空间，互相不能干扰对方。...操作系统中的缺页中断 malloc()和mmap()等内存分配函数，在分配时只是建立了进程虚拟地址空间，并没有分配虚拟内存对应的物理内存。...当进程访问这些没有建立映射关系的虚拟内存时，处理器自动触发一个缺页异常。缺页中断：在请求分页系统中，可以通过查询页表中的状态位来确定所要访问的页面是否存在于内存中。...每当所要访问的页面不在内存时，会产生一次缺页中断，此时操作系统会根据页表中的外存地址在外存中找到所缺的一页，将其调入内存。

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重学计算机组成原理（八）- 程序的装载

，我们只需要关心虚拟内存地址就行了对于任何一个程序来说，它看到的都是同样的内存地址。...我们维护一个虚拟内存到物理内存的映射表，这样实际程序指令执行的时候，会通过虚拟内存地址，找到对应的物理内存地址，然后执行。...虚拟内存、分段，再加上内存交换看起来似乎已经解决了计算机同时装载运行很多个程序的问题不过三者的组合仍然会遇到一个性能瓶颈硬盘的访问速度要比内存慢很多而每一次内存交换，我们都需要把一大段连续的内存数据写到硬盘上...实际上，我们的操作系统，的确是这么做的当要读取特定的页，却发现数据并没有加载到物理内存里的时候，就会触发一个来自于CPU的缺页错误（Page Fault） 操作系统会捕捉到这个错误，然后将对应的页，从存放在硬盘上的虚拟内存里读取出来...通过引入虚拟内存、页映射和内存交换，我们的程序本身，就不再需要考虑对应的真实的内存地址、程序加载、内存管理等问题了。任何一个程序，都只需要把内存当成是一块完整而连续的空间来直接使用。

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JVM之前世今生实现讲解

比如是一个指向内存地址的引用还是一个直接能用的值。...举例：内存中有一个32位的整数123456，它到底是一个reference类型指向123456的内存地址还是一个数值为123456的整数，虚拟机将有能力分辨出来，这样才能在垃圾回收的时候准确判断堆上的数据是否还可能被使用...即使用句柄来管理对象内存地址的变动，定位对象时先去句柄查下实际的地址再去查找对象本身的属性；也就是通过引用的引用来找这个对象的属性）优点：体现在垃圾回收的时候，由于能够知道哪些内存是引用类型，所以也能够知道堆上的数据是否还可能被引用...专有虚拟机刚刚说的都是在通用硬件平台上的商用虚拟机，但是还有一类虚拟机与特定的硬件平台，软硬件配合工作的专有虚拟机，代表有以下两个虚拟机： VEA Liquid VM 简介 BEA公司开发，不需要操作系统支持...，自己本身实现了一个专有操作系统的必要功能（线程调度，文件系统，网络等）。

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0x00000000该内存不能为read

内存地址也就是编程中的“光标”。内存不是永远都招之即来、用之不尽的。有时候内存分配也会失败。当分配失败时系统函数会返回一个0值。...这时返回值“0”已不表示新启用的光标，而是系统向应用程序发出的一个通知，告知出现了错误。作为应用程序，在每一次申请内存后都应该检查返回值是否为0，假设是。...这个操作会立即被系统的保护机制捕获，其结果就是由操作系统强行关闭出错的应用程序，以防止其错误扩大。这时候。就会出现上述的内存不能为“read”错误。并指出被引用的内存地址为“0x00000000“。...2、更新操作系统，让操作系统的安装程序又一次拷贝正确版本号的系统档案、修正系统參数。有时候操作系统本身也会有BUG。要注意安装官方发行的升级程序。...而是系统向应用程序发出的一个通知，告知出现了错误。作为应用程序。在每一次申请内存后都应该检查返回值是否为0。假设是。则意味着出现了故障。应该採取一些措施拯救，这就增强了程序的「健壮性」。

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一切皆是映射：浅谈操作系统内核的缺页异常（Page Fault）

页缺失（英语：Page fault，又名硬错误、硬中断、分页错误、寻页缺失、缺页中断、页故障等），指的是当软件试图访问已映射在虚拟地址空间中，但是并未被加载在物理内存中的一个分页时，由中央处理器的内存管理单元所发出的中断...image.png 通常情况下，用于处理此中断的程序是操作系统的一部分。如果操作系统判断此次访问是有效的，那么操作系统会尝试将相关的分页从硬盘上的虚拟内存文件中调入内存。...而且这一机制对于利用虚拟内存来增加程序可用内存空间的操作系统（比如Microsoft Windows和各种类Unix系统）中都是常见且有必要的。...，而是一个虚拟地址，由MMU将虚拟地址转换成物理地址再从地址总线上发出，MMU上的这种虚拟地址和物理地址的转换关系是需要创建的，并且MMU还可以设置这个物理页是否可以进行写操作，当没有创建一个虚拟地址到物理地址的映射...确定是否存在映射以及读写权限是否正常，如图： image.png 对于4GB的虚拟地址且大小为4KB页，一级页表将有2^20个表项，页表占有连续内存并且存储空间大，多级页表可以有效降低页表的存储空间以及内存连续性要求

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物理内存与虚拟内存

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技术|Intel 设计缺陷背后的原因是什么？

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Liunux内核内存管理之虚拟地址空间

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