メモリ管理

はじめに

バックエンドエンジニアのロードマップに沿ってエンジニアとしての自己肯定感を養うシリーズです。

仮想メモリ

プロセス管理でもあったように、メモリはアドレス空間ごとにプロセスを管理します。

アドレス空間は 4KB/8KB 単位のページに分割して管理されています。

ページはそれぞれ論理アドレス、物理アドレスを対応づける単位でもあります。

論理アドレスと物理アドレスは常に紐づけられているわけではなく、そのページが必要になった時点で割り当てることも可能です。

そのため、論理アドレスを実際の物理アドレスの容量より大きく確保することができます。

(実際に使えるメモリの量よりも大きなメモリを想定できるということです。)

仮装メモリとして使う仕組みには次の３つが挙げられます。

ページング

仮想メモリといえばこれ、という風に教えられるものの筆頭かと思います。

ハードディスクを物理メモリの代わりに使うといったものです。

物理メモリが不足すると、OS のコアであるカーネルは使われていないページをハードディスクに移して論理アドレスを解放します。

そしてプロセスがハードディスクに移されたページにアクセスしようとすると、カーネルがプロセスを停止し、ハードディスクのページを再度物理メモリに読み込み、論理アドレスを対応づけます。

また、プロセス全体を単位にする場合はスワッピングと呼ばれます。

メモリマップトファイル

ファイルをメモリとしてアクセスすることができるものです。

アクセスがあった瞬間に、カーネルがファイルをメモリに読み込みます。プロセスがメモリを使い終わると、論理アドレスと物理アドレスを解放して、メモリの内容をファイルに保存します。

共有メモリ

１つの物理アドレスを、複数のプロセスの論理アドレスに対応づけるものです。アドレス空間をまたぐと危険では？！という見方もありますが、複数プロセスで処理できるため、巨大な画像データを編集するときには都合が良いみたいです。

※Go では共有メモリを使わずに Message Passing を使っています。