面试题：内存管理中虚拟内存技术请求调入机制的基本原理

Question

请阐述虚拟内存技术的请求调入机制在内存管理中的基本工作原理，以及它是如何解决内存空间不足问题的。

Answer 1

虚拟内存技术的请求调入机制基本工作原理

1. 程序运行初期：在程序开始运行时，操作系统并不将整个程序全部装入内存，而是仅把当前需要立即执行的部分页面装入内存，其余部分仍保留在磁盘上。
2. 缺页中断：当程序执行过程中，CPU访问到一个不在内存中的页面时，会触发缺页中断。此时，操作系统暂停当前进程的执行。
3. 页面调入：操作系统根据某种页面置换算法，选择内存中的某一页将其调出到磁盘，腾出空间，然后将需要的页面从磁盘调入到内存中刚刚腾出的位置。
4. 恢复执行：完成页面调入后，操作系统恢复被中断进程的执行，使得程序能够继续运行。

解决内存空间不足问题的方式

1. 部分装入：不必将程序的全部内容一次性装入内存，只需装入当前运行所需部分，大大降低了对内存空间的即时需求。比如一个大型软件，可能包含众多功能模块，但启动初期可能仅需核心功能模块对应的页面在内存中，其他功能模块对应的页面可在需要时再调入。
2. 页面置换：当内存空间不足时，通过合理的页面置换算法，将暂时不用的页面调出到磁盘，为需要的页面腾出空间。例如，先进先出（FIFO）算法按照页面进入内存的先后顺序选择调出页面；最近最久未使用（LRU）算法则是将最长时间未被访问的页面调出。这样，即使物理内存容量有限，也能通过不断置换页面，满足程序持续运行对内存空间的需求。