内存管理[1]

Windows 是多任务的操作系统, 一个任务就是一个应用(应用程序)、一个应用占一个进程; 在一个进程里面, 又可以运行多个线程(所以就有了很多"多线程编程"的话题).

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对 Win32 来讲, 系统给每个进程 4GB 的地址空间:
低端 2GB($00000000 - $7FFFFFFF) 给用户支配;
高端 2GB($80000000 - $FFFFFFFF) 留给系统使用.

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文件或程序要调入内存才能工作, 先看看我们的内存到底有多大吧.

在系统盘根目录下有个 pagefile.sys 文件, 这就是我们的 "虚拟内存"(虚拟内存是以文件的形式存在的).

把 pagefile.sys 叫做 "虚拟内存" 似乎不妥, 所谓的 "虚拟" 只是相对真实的物理内存(RAM)来讲的; 很多书上的 "物理内存" 指的其实是: RAM + 虚拟内存, 也就是所有可用内存.

"虚拟内存" 在有些书上也被称作 "页文件" 、"页面文件" 或 "交换文件". "虚拟内存" 的大小可以从 "控制面板" 里设置, 默认是由系统自动管理的.

使用 "虚拟内存" 是系统的机制, 不管 RAM 有多大, 也应该使用 "虚拟内存".

RAM 大了, 系统就会少用 "虚拟内存", 从而提高速度; 但 RAM 也不是越大越好, 如果你真的放 4G 的内存条, 系统能够识别并使用的也就是 3G 左右, 因为 Win32 只有 4G 的管理能力(寻址能力), 当然这在 Win64 下要另当别论.

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所谓系统给每个程序 4G, 是给 4G 的 "虚拟的地址表", 绝不是真实的内存, 不然一个记事本、一个计算器就得需要 8G.

这个 "虚拟的地址表" 在有些书上叫 "虚地址表"、"页映射表" 或 "虚内存地址", 也有叫 "虚拟内存地址", 很容易和 "虚拟内存" 的概念混淆.

这个 "虚拟的地址表" 上有 4G 个(4294967296 个)地址(0 - $FFFFFFFF), 虽然每个程序都有这样一个表, 但它们并不会冲突, 就因为这些地址是虚拟的, 系统在需要的时候会把它们映射成具体的真实内存的地址. 这样就阻断了一个进程对另一个进程的访问.

在 Win2000 以前的版本中, 用 GlobalAlloc 申请公用内存, 用 LocalAlloc 申请私有内存; 现在通过 "虚拟的地址表" 使用内存, 在进程中申请的内存都是私有的, 现在的 GlobalAlloc、LocalAlloc 没有区别, 都是执行同样的代码.

如果需要跨进程的公用内存空间, 需要用 "内存映射" 等手段, 这需要再专题学习.

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总结概念: 物理内存、虚拟内存、虚地址表.
函数 GlobalMemoryStatus 可以获取它们的信息, 获取后放在 TMemoryStatus 结构中.

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//TMemoryStatus 是 _MEMORYSTATUS 的重命名:
_MEMORYSTATUS = record
dwLength: DWORD;        {结构长度}
dwMemoryLoad: DWORD;    {表示可用内存比例的一个整数, 100 表示内存都可用}
dwTotalPhys: DWORD;     {物理内存总数}
dwAvailPhys: DWORD;     {可用物理内存总数}
dwTotalPageFile: DWORD; {虚拟内存总数}
dwAvailPageFile: DWORD; {可用虚拟内存总数}
dwTotalVirtual: DWORD;  {虚地址表中的地址总数}
dwAvailVirtual: DWORD;  {虚地址表中可用的地址总数}
end;

做个小程序看看内存情况:

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unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs, StdCtrls;
type
TForm1 = class(TForm)
Memo1: TMemo;
procedure FormCreate(Sender: TObject);
end;
var
Form1: TForm1;
implementation
{$R *.dfm}
procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
var
m: TMemoryStatus;
const
num = 1024 * 1024;
begin
GlobalMemoryStatus(m);
Memo1.Clear;
with Memo1.Lines do begin
Add(Format('dwLength:'        + #9 + '%d', [m.dwLength]));
Add(Format('dwMemoryLoad:'    + #9 + '%d', [m.dwMemoryLoad]));
Add(Format('dwTotalPhys:'     + #9 + '%d', [m.dwTotalPhys div num]));
Add(Format('dwAvailPhys:'     + #9 + '%d', [m.dwAvailPhys div num]));
Add(Format('dwTotalPageFile:' + #9 + '%d', [m.dwTotalPageFile div num]));
Add(Format('dwAvailPageFile:' + #9 + '%d', [m.dwAvailPageFile div num]));
Add(Format('dwTotalVirtual:'  + #9 + '%d', [m.dwTotalVirtual div num]));
Add(Format('dwAvailVirtual:'  + #9 + '%d', [m.dwAvailVirtual div num]));
end;
end;
end.