【操作系统学习】内存管理（四）
内存管理目录：
10. 局部页面替换算法
（1）最优页面置换算法
- 基本思路：
- 当一个缺页中断发生时，对于保存在内存当中的每一个逻辑页面，计算在它的下一次访问之前，还需要等待多长时间，从中选择等待时间最长的那个，作为被置换的页面。
- 这只是一种理想情况，在实际操作系统中无法实现。因为操作系统无法知道每个页面需要等待多长时间才会再次被访问。
- 可用于其他算法的性能评价的依据。
(2）先进先出算法
- 基本思路：
- 选择在内存中驻留时间最长的页面并淘汰之。具体来说，系统维护着一个链表，记录了所有位于内存当中的逻辑页面。从链表的排列顺序来看，链首页面的驻留时间最长，链尾页面最短。当发生缺页中断时，把链首淘汰出局，并把新的页面添加到链表的末尾。
- 性能较差，调出的页面有可能是要经常访问的页面，并且有Belady现象。
- FIFO算法很少单独使用。
（3）最近最久未使用算法（LRU）
- 当一个缺页中断发生时，选择最久未使用的那个页面，并淘汰之。
- 它是对最优页面置换算法的一个近似，其依据是程序的局部性原理，即在最近一小段时间内，如果某些页面被频繁访问，那么在将来的一小段时间内，它们还可能被频繁地访问。反过来，如果在过去某些页面长时间未被访问，那么在将来它们还可能会长时间地得不到访问。
- 需要记录各个页面使用时间的先后顺序，开销较大。两种可能实现方法：
- 维护一个页面链表。
- 设置一个活动页面栈。
（4）时钟页面置换算法
- 基本思路：
- 需要用到页表项中的访问位，当一个页面被装入内存时，把该位初始化位0.然后如果该为被访问，把该位置为1
- 把各个页面组织成环形链表（类似钟面），把指针指向最老的页面（最先进来）
- 当发生一个缺页中断时，考察指针所指向的最老页面，若它的访问位为0，立即淘汰；若访问位为1，则把该位置为0，然后指针往下移动一格。如此下去，直到找到被淘汰的页面，然后把指针移动到它的下一格。
（5）二次机会法
（6）最不常使用算法（LFU）
- 基本思路：
- 当一个缺页中断发生时，选择访问次数最少的那个页面，并淘汰之。
- 实现方法
- 对每个页面设置一个访问计数器，每当一个页面被访问时，该页面的访问计数器+1 在发生缺页中断时，淘汰计数器最小的那个页面。
- LFU和LRU的区别
- LRU考察的是多久未访问，时间越短约好。而LFU考察的是访问的次数或频度，访问次数越多越好。
Belady现象：
- 在采用FIFO算法时，有时会出现分配的物理页面数增加，缺页率反而提高的异常现象。
- 原因
- FIFO算法的置换特性与进程访问内存的动态特性是矛盾的，与置换算法的目标是不一致的（即替换较少使用的页面），因此，被它替换出去的页面不一定是进程不会访问的。
