iOS 中的虛擬內(nèi)存和物理內(nèi)存
1. 虛擬內(nèi)存和物理內(nèi)存
1.1 起源
在早期的計(jì)算機(jī)中我們使用的都是物理內(nèi)存望忆。
- 但是隨著應(yīng)用的強(qiáng)大罩阵，軟件發(fā)展的迅速竿秆，應(yīng)用所需要的內(nèi)存越來(lái)越大，但是用戶不一定用到應(yīng)用的所有功能稿壁，把整個(gè)應(yīng)用加載到內(nèi)存會(huì)浪費(fèi)很多內(nèi)存幽钢。
- 另外我們直接訪問物理內(nèi)存也造成了很多安全隱患，容易引起不同進(jìn)程之間的不安全訪問傅是，比如修改其他進(jìn)程的數(shù)據(jù)匪燕，讀取其他進(jìn)程的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)竊取。
- 還有程序能尋址的范圍是有限的喧笔，這取決于CPU的地址線條數(shù)谎懦。比如在32位平臺(tái)下，尋址的范圍是2^32溃斋，也就是4G。
所以我們引入了虛擬內(nèi)存的概念吸申。
- 通過映射表對(duì)虛擬內(nèi)存和物理內(nèi)存進(jìn)行映射梗劫，從而達(dá)到訪問內(nèi)存的目的。CPU的Memory Management Unit（MMU）硬件 進(jìn)行虛擬內(nèi)存和物理內(nèi)存的映射截碴。此操作由操作系統(tǒng)管理梳侨。
- 內(nèi)存映射表，一個(gè)表16k（iOS）日丹，MacOS是4k走哺，Linux也是4k≌芟海可通過終端輸入PAGESIZE進(jìn)行查看丙躏。輸出為字節(jié)數(shù)。
- 缺頁(yè)中斷(Page Fault)束凑，當(dāng)虛擬內(nèi)存訪問的數(shù)據(jù)不再內(nèi)存時(shí)晒旅，操作系統(tǒng)會(huì)阻塞當(dāng)前進(jìn)程把需要訪問的數(shù)據(jù)加載到物理內(nèi)存上。當(dāng)物理內(nèi)存不足操作系統(tǒng)就會(huì)覆蓋其他進(jìn)程的內(nèi)存段來(lái)存放當(dāng)前需要訪問的數(shù)據(jù)汪诉。不同操作系統(tǒng)有不同的算法來(lái)實(shí)現(xiàn)該機(jī)制废恋。iOS在把數(shù)據(jù)加載到當(dāng)前頁(yè)的時(shí)候還需要簽名校驗(yàn)，每一次缺頁(yè)中斷的時(shí)間時(shí)0.6-0.8（抖音團(tuán)隊(duì)測(cè)試的結(jié)果）扒寄，0.1-1(來(lái)自Hank大佬的測(cè)試) 單位：ms(毫秒)鱼鼓。
所以虛擬內(nèi)存就解決了內(nèi)存安全和內(nèi)存不夠用的問題
ASLR（Address space layout randomization）
虛擬內(nèi)存把程序的運(yùn)行地址都固定了，從而造成了有一個(gè)安全隱患该编，所以就引入了ASLR技術(shù)迄本，在程序運(yùn)行前給其分配一個(gè)隨機(jī)的起始地址，經(jīng)過計(jì)算得到實(shí)際內(nèi)存地址上渴。程序每次啟動(dòng)都不一樣岸梨，所以就更加安全了喜颁。
虛擬內(nèi)存工作原理圖：
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內(nèi)存分頁(yè)原理圖：
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