内存

1.  内存映射

cpu有32个引脚可以传递信息，通过32位高低电平将地址信息通过地址总线传到内存，32位地址空间就是从0x00000000 到0xFFFFFFFF。

进程并不能直接访问物理内存，而是访问虚拟内存，操作系统通过也页表将虚拟地址映射为物理地址，C程序中表达的内存地址（&a），都是虚拟内存地址。将不同进程的虚拟内存映射到相同的物理内存，也就实现了共享内存。为了减小页表的大小，一般是按页来记录对应关系，而不是按字节来记录对应关系，一个页大小是4kb。根据页的映射关系和偏移量可以确定字节的对应关系。页编号用16进制地址的前五位表示。多级分页就是将页编号进一步分为两级，根据第一级页表确定第二级页表的位置，二级页表中记录有真正的物理地址和偏移量。

每个进程都运行在虚拟地址空间中。每一个进程拥有一套属于它自己的页表。

2. Linux采用了伙伴算法来解决上述难题

内存组织：

把所有的空闲页按照大小分组为11个块链表，每个块链表分别包含大小为1，2，4，8，16，32，64，128，256，512和1024 bit大小的连续页的页块。最大可以申请1024个连续页，对应4MB大小的连续内存。

内存申请：

假设要申请一个256个页框的块，先从256个页框的链表中查找空闲块，如果没有，就去512个页框的链表中找，找到了则将页框块分为2个256个页框的块，一个分配给应用，另外一个移到256个页框的链表中。如果512个页框的链表中仍没有空闲块，继续向1024个页框的链表查找，如果仍然没有，则返回错误。

内存释放：

页框块在释放时，内核会主动将两个互为伙伴的页框块合并为一个较大的页框块，成功后会试图寻找伙伴并合并为更大的内存块，直至块的大小超过上限或者没有伙伴为止。互为伙伴的两个内存块必须符合以下条件：

1、两个块具有相同的大小；

2、两个块的物理地址连续；

3、第一个快的物理地址是两个块大小的整数倍。

3.大小端

内存高地址：地址越大

内存低地址：地址越小

数据高低字节：左高右低

小端模式：高地址存高字节

大端模式：高地址存低字节

例如：存储0x1234这个数

大小端判断代码

int main(){                                                                                              
　　int value=0x00000101;                                                                                                                                                                                        
　　char *p=(char *)&value;       //转化为char型指针，会截取value指针的首字节存进p中                                                                                     
　　if(*p==0x01){                                                                                                          
　　　　cout<<"small"<<endl;                                                                                                 
　　}else{                                                                                                                 
　　　　cout<<"big"<<endl;                                                                                     
　　}                                                                                                   
return 0;                                                                                            
}

 4.进制

4bit可以表示1位16进制

char a[2]={0X01,0X11}; //char型1字节，共8bit，16进制需要用2位表示。

int i=0X1111 0001;    //int4字节，共32bit，需要用8位16进制表示。

5. 共享内存

共享内存允许两个或更多进程共享一个给定的存储区，因为数据不需要再客户进程和服务进程之间复制。所以这是最快的一种IPC。
使用共享内存时需要注意：多个进程对共享内存的同步访问。
通常用信号量实现对共享内存的同步访问。
共享内存是最快的进程间通信的方案。不管是管道还是消息队列都必须把用户数据拷贝至内核，然后接收方再从内核中拷进来。共要进行两次拷贝，而共享内存一旦映射成功，一个进程向共享内存区写入了数据，其他共享这个内存的所有进程就能立刻看到其中的内容。

应用程序都可以通过Linux的mmap()系统调用（实现）请求这种映射。常用于加载动态库。

6.内存泄漏原因:指针覆盖

指针不能直接进行覆盖，需要先释放老内存内的数据。直接覆盖会成功，但是会导致老数据占用的内存不能被释放，导致内存泄漏。

指针销毁了,并不表示所指的空间也得到了释放 :内存泄露。

7. malloc和new

malloc

不初始化内存，返回类型是 void* 类型，只有一个参数来指定需要的内存大小。malloc开辟的内存需要使用 memset 进行初始化。使用free释放内存。

char *c;
c=(char*)malloc(10);
if(c==NULL)return -1;
memset(c,1,10); 

void *memset(void *s,  int c, size_t n);memset 只能初始化为0/-1，内存值分别是00000，111111，不能初始化为其他值（char型除外）。

new

返回指定类型的指针，并且可以自动计算所需要大小，使用delete释放内存，并执行对象的析构函数。

8. 零拷贝技术

减少拷贝次数的一种方法是调用mmap()来代替read调用，调用mmap(),内核会把数据通过DMA拷贝到内核缓冲区，然后不发往用户空间，而是直接将数据拷贝到socket缓冲区或者其他硬盘缓冲区。

一次read和write操作，会经过四次数据拷贝——从硬盘到内核缓冲区，从内核缓冲区到用户空间，从用户空间到内核缓冲区，从内核缓冲区到socket缓冲区。

使用mmap后需要经过相同过的四次上下文切换和三次数据拷贝，但是mmap调用返回时数据不再从内核拷贝到用户空间，少了一次内存拷贝。零拷贝技术是使用虚拟内存技术实现的物理内存共享机制。

sendfile 实现零拷贝

9.