前言

4G的機(jī)器上申請8G的內(nèi)存，是否可以成功？這個問題沒有辦法，是沒有辦法進(jìn)行回答，這個問題要考慮三個前置條件：

(資料圖片僅供參考)

操作系統(tǒng)是 32 位的，還是 64 位的？

申請完 8G 內(nèi)存后會不會被使用？

操作系統(tǒng)有沒有使用 Swap 機(jī)制？

先在這說一下結(jié)論：

在 32 位操作系統(tǒng)，因為進(jìn)程最大只能申請 3 GB 大小的虛擬內(nèi)存，所以直接申請 8G 內(nèi)存，會申請失敗。在 64 位操作系統(tǒng)，因為進(jìn)程最大只能申請 128 TB 大小的虛擬內(nèi)存，即使物理內(nèi)存只有 4GB，申請 8G 內(nèi)存也是沒問題，因為申請的內(nèi)存是虛擬內(nèi)存。如果這塊虛擬內(nèi)存被訪問了，要看系統(tǒng)有沒有 Swap 分區(qū)：

如果沒有 Swap 分區(qū)，因為物理空間不夠，進(jìn)程會被操作系統(tǒng)殺掉，原因是 OOM（內(nèi)存溢出）；

如果有 Swap 分區(qū)，即使物理內(nèi)存只有 4GB，程序也能正常使用 8GB 的內(nèi)存，進(jìn)程可以正常運行；

操作系統(tǒng)是 32 位的，還是 64 位的？

為什么要考慮操作系統(tǒng)是 32 位的，還是 64 位的這個前置條件呢？

我們先來回顧一下之前學(xué)習(xí)的虛擬內(nèi)存的大小的知識

應(yīng)用程序通過 malloc 函數(shù)申請內(nèi)存的時候，實際上申請的是虛擬內(nèi)存，此時并不會分配物理內(nèi)存。

當(dāng)應(yīng)用程序讀寫了這塊虛擬內(nèi)存，CPU 就會去訪問這個虛擬內(nèi)存， 這時會發(fā)現(xiàn)這個虛擬內(nèi)存沒有映射到物理內(nèi)存， CPU 就會產(chǎn)生缺頁中斷，進(jìn)程會從用戶態(tài)切換到內(nèi)核態(tài)，并將缺頁中斷交給內(nèi)核的 Page Fault Handler （缺頁中斷函數(shù)）處理。

缺頁中斷處理函數(shù)會看是否有空閑的物理內(nèi)存：

如果有，就直接分配物理內(nèi)存，并建立虛擬內(nèi)存與物理內(nèi)存之間的映射關(guān)系。如果沒有空閑的物理內(nèi)存，那么內(nèi)核就會開始進(jìn)行回收內(nèi)存的工作，如果回收內(nèi)存工作結(jié)束后，空閑的物理內(nèi)存仍然無法滿足此次物理內(nèi)存的申請，那么內(nèi)核就會觸發(fā) OOM 。

32 位操作系統(tǒng)和 64 位操作系統(tǒng)的虛擬地址空間大小是不同的，在 Linux 操作系統(tǒng)中，虛擬地址空間的內(nèi)部又被分為內(nèi)核空間和用戶空間兩部分，如下所示：

通過這里可以看出：

32 位系統(tǒng)的內(nèi)核空間占用 1G，剩下的 3G 是用戶空間；64 位系統(tǒng)的內(nèi)核空間和用戶空間都是 128T，剩下的中間部分是未定義的。32 位系統(tǒng)的場景

因為 32 位操作系統(tǒng)，進(jìn)程最多只能申請 3 GB 大小的虛擬內(nèi)存空間，所以進(jìn)程申請 8GB 內(nèi)存的話，在申請?zhí)摂M內(nèi)存階段就會失敗。

64 位系統(tǒng)的場景

64 位操作系統(tǒng)，進(jìn)程可以使用 128 TB 大小的虛擬內(nèi)存空間，所以進(jìn)程申請 8GB 內(nèi)存是沒問題的，因為進(jìn)程申請內(nèi)存是申請?zhí)摂M內(nèi)存，只要不讀寫這個虛擬內(nèi)存，操作系統(tǒng)就不會分配物理內(nèi)存。

注意：即使 malloc 申請的是虛擬內(nèi)存，只要不去訪問就不會映射到物理內(nèi)存，但是申請?zhí)摂M內(nèi)存的過程中，還是使用到了物理內(nèi)存（比如內(nèi)核保存虛擬內(nèi)存的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，也是占用物理內(nèi)存的），如果你的主機(jī)是只有 2GB 的物理內(nèi)存的話，大概率會觸發(fā) OOM。

申請后的8G內(nèi)存是否真的被使用

如果沒有被使用，就不用分配物理內(nèi)存，所以64系統(tǒng)的前提下：一定是可以成功的沒有任何問題。

操作系統(tǒng)有沒有使用 Swap 機(jī)制？

如果申請的內(nèi)存被使用了，也就意味著要進(jìn)行物理內(nèi)存的分配了，這個時候就要考慮是否開啟了Swap機(jī)制。

Swap機(jī)制

在系統(tǒng)的物理內(nèi)存不夠用的時候，把硬盤內(nèi)存中的一部分空間釋放出來，以供當(dāng)前運行的程序使用。那些被釋放的空間可能來自一些很長時間沒有什么操作的程序，這些被釋放的空間被臨時保存到Swap分區(qū)中，等到那些程序要運行時，再從Swap分區(qū)中恢復(fù)保存的數(shù)據(jù)到內(nèi)存中。

使用 Swap 機(jī)制優(yōu)點是，應(yīng)用程序?qū)嶋H可以使用的內(nèi)存空間將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過系統(tǒng)的物理內(nèi)存。由于硬盤空間的價格遠(yuǎn)比內(nèi)存要低，因此這種方式無疑是經(jīng)濟(jì)實惠的。當(dāng)然，頻繁地讀寫硬盤，會顯著降低操作系統(tǒng)的運行速率，這也是 Swap 的弊端。

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