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内存优化之重新认识内存
我们知道,手机的内存是有限的,如果应用内存占用过大,轻则引起卡顿,重则导致应用崩溃或被系统强制杀掉,更严重的情况下会影响应用的留存率。因此,内存优化是性能优化中非常重要的一部分。但是,很多开发者对内存的认识还停留在应用开发这一层,平时只是参考网上的方案,对内存进行比较浅显的优化。想要深入进行内存优化,我们需要从操作系统的层面了解内存是怎么管理的,又是如何被使用的。
可能会有人疑问:“为什么做个内存优化需要从操作系统层了解内存呢?”我们确实可以在网上搜到很多内存优化的文章,但它们都是从上层应用出发进行优化的,而不同的应用因为环境不一样、业务不一样,很多优化方法都不能通用。因此,只有当我们从底层掌握了内存的原理,从下而上地制定优化方案,才能适用于任何业务,甚至当我们转型到 iOS、前端或者后端都能通用。
接下来,我们就从操作系统底层出发,重新认识内存。
我们先将目光放到操作系统的早期,在这个环境下,程序都是直接操作物理内存的。比如一个程序执行如下指令:
MOV REGISTER1,0
计算机会将位置为 0 的物理内存中的内容移到 REGISTER1 的寄存器中。在这种情况下,如果第二个程序在 0 的位置写入一个新的值,就会擦掉第一个程序存放在相同位置上的所有内容,导致第一个程序崩溃。
正因为应用程序可以直接操作物理内存,所以我们完全可以修改其他程序在内存中的数据,导致程序崩溃或者产生安全问题。因此,对当时的操作系统来说,同时运行多个程序很困难。
为了解决这个问题,我们自然而然会想到:不允许应用程序直接操作物理内存。于是虚拟内存的技术诞生了。
为了更好地了解什么是虚拟内存,我们先看看早期直接操作物理内存系统下的内存模型长什么样。从下面内存模型的简化图中我们可以看到,物理内存中存在两块数据,一个是操作系统的数据,一个是应用程序的数据。除此之外,其实还会有设备驱动程序的数据,它们不是我们了解的重点就先不列上去了。
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