4G的機器上申請8G的內存，是否可以成功？

作者：做好一個程序猿 2023-08-28 07:51:24

在系統的物理內存不夠用的時候，把硬盤內存中的一部分空間釋放出來，以供當前運行的程序使用。那些被釋放的空間可能來自一些很長時間沒有什么操作的程序，這些被釋放的空間被臨時保存到Swap分區中，等到那些程序要運行時，再從Swap分區中恢復保存的數據到內存中。

前言

4G的機器上申請8G的內存，是否可以成功？這個問題沒有辦法，是沒有辦法進行回答，這個問題要考慮三個前置條件：

操作系統是 32 位的，還是 64 位的？

申請完 8G 內存后會不會被使用？

操作系統有沒有使用 Swap 機制？

先在這說一下結論：

在 32 位操作系統，因為進程最大只能申請 3 GB 大小的虛擬內存，所以直接申請 8G 內存，會申請失敗。
在 64 位操作系統，因為進程最大只能申請 128 TB 大小的虛擬內存，即使物理內存只有 4GB，申請 8G 內存也是沒問題，因為申請的內存是虛擬內存。如果這塊虛擬內存被訪問了，要看系統有沒有 Swap 分區：

如果沒有 Swap 分區，因為物理空間不夠，進程會被操作系統殺掉，原因是 OOM（內存溢出）；

如果有 Swap 分區，即使物理內存只有 4GB，程序也能正常使用 8GB 的內存，進程可以正常運行；

操作系統是 32 位的，還是 64 位的？

為什么要考慮操作系統是 32 位的，還是 64 位的這個前置條件呢？

我們先來回顧一下之前學習的虛擬內存的大小的知識

應用程序通過 malloc 函數申請內存的時候，實際上申請的是虛擬內存，此時并不會分配物理內存。

當應用程序讀寫了這塊虛擬內存，CPU 就會去訪問這個虛擬內存，這時會發現這個虛擬內存沒有映射到物理內存， CPU 就會產生缺頁中斷，進程會從用戶態切換到內核態，并將缺頁中斷交給內核的 Page Fault Handler （缺頁中斷函數）處理。

缺頁中斷處理函數會看是否有空閑的物理內存：

32 位操作系統和 64 位操作系統的虛擬地址空間大小是不同的，在 Linux 操作系統中，虛擬地址空間的內部又被分為內核空間和用戶空間兩部分，如下所示：

通過這里可以看出：

因為 32 位操作系統，進程最多只能申請 3 GB 大小的虛擬內存空間，所以進程申請 8GB 內存的話，在申請虛擬內存階段就會失敗。

64 位操作系統，進程可以使用 128 TB 大小的虛擬內存空間，所以進程申請 8GB 內存是沒問題的，因為進程申請內存是申請虛擬內存，只要不讀寫這個虛擬內存，操作系統就不會分配物理內存。

注意：即使 malloc 申請的是虛擬內存，只要不去訪問就不會映射到物理內存，但是申請虛擬內存的過程中，還是使用到了物理內存（比如內核保存虛擬內存的數據結構，也是占用物理內存的），如果你的主機是只有 2GB 的物理內存的話，大概率會觸發 OOM。

如果沒有被使用，就不用分配物理內存，所以64系統的前提下：一定是可以成功的沒有任何問題。

如果申請的內存被使用了，也就意味著要進行物理內存的分配了，這個時候就要考慮是否開啟了Swap機制。

使用 Swap 機制優點是，應用程序實際可以使用的內存空間將遠遠超過系統的物理內存。由于硬盤空間的價格遠比內存要低，因此這種方式無疑是經濟實惠的。當然，頻繁地讀寫硬盤，會顯著降低操作系統的運行速率，這也是 Swap 的弊端。

責任編輯：武曉燕來源：今日頭條