什么是內(nèi)存碎片？

內(nèi)存碎片在Linux很早的時候就已經(jīng)出現(xiàn)了，了解早期內(nèi)存碎片產(chǎn)生的歷史，有利于我們對它的理解。

假設(shè)現(xiàn)在有一塊32MB大小的內(nèi)存，一開始操作系統(tǒng)使用了最小的一塊——4MB大小，剩余的內(nèi)存要留給4個進(jìn)程使用，如圖（a）所示。

進(jìn)程A使用了操作系統(tǒng)往上的10MB內(nèi)存，進(jìn)程B使用了進(jìn)程A往上的6MB內(nèi)存，進(jìn)程C使用了進(jìn)程B往上的8MB內(nèi)存，如圖（b）所示，：

進(jìn)程D需要5MB內(nèi)存，所以剩余的內(nèi)存不足以裝載進(jìn)程D，這個內(nèi)存末位就形成了第一個空洞（內(nèi)存碎片）。假設(shè)某個時刻，操作系統(tǒng)需要運行進(jìn)程D，因為系統(tǒng)中沒有足夠的內(nèi)存，所以需要選擇一個進(jìn)程來換出，為進(jìn)程D騰出足夠的空間。假設(shè)操作系統(tǒng)選擇進(jìn)程B來換出，這樣進(jìn)程D就裝載到了原來進(jìn)程B的地址空間里，于是產(chǎn)生了第二個空洞，如圖（c）所示：

假設(shè)操作系統(tǒng)某個時刻需要運行進(jìn)程B，也需要選擇一個進(jìn)程來換出，假設(shè)進(jìn)程A被換出，那么操作系統(tǒng)中又產(chǎn)生了第三個空洞，如圖（d）所示：

隨著時間的推移，內(nèi)存空洞會越來越多，內(nèi)存的利用率也隨之下降，這些內(nèi)存空洞就是我們常說的內(nèi)存碎片。

看到這，你已經(jīng)知道了什么是內(nèi)存碎片，同時還了解了一種內(nèi)存管理機制——動態(tài)分區(qū)法。上述舉例其實就是動態(tài)分區(qū)法，操作系統(tǒng)早期使用動態(tài)分區(qū)法來管理內(nèi)存。

怎么解決內(nèi)存碎片化問題？

思路其實很簡單：把多個小塊內(nèi)存拼成一個大塊內(nèi)存。

早期使用動態(tài)分區(qū)法的操作系統(tǒng)，為了解決碎片化問題，就是動態(tài)地移動進(jìn)程，使得進(jìn)程占用的空間是連續(xù)的，并且所有的空閑空間也是連續(xù)，這樣就把多個小內(nèi)存塊拼起來了。但是缺點也非常明顯，進(jìn)程的遷移需要耗費大量的時間。