c++ - 大量页面错误与内存碎片有什么关系？

Question

我想知道一个程序是否显示大量（或系统中最高的）页面错误，让我们说进入任务管理器或进程资源管理器，这表明内存碎片。有没有其他方法可以揭示这种问题？（内存碎片）。因此，运行时出现大量页面错误的程序可能来自不在 RAM 中但操作系统经常中断从磁盘加载的数据。一个可能的原因可能是内存碎片？我想知道这2件事是否相关

Answer 1

来自维基百科：

当程序尝试访问当前未映射到物理内存 (RAM) 的页面时，会执行分页的主要功能。这种情况称为页面错误。然后操作系统必须以程序不可见的方式控制并处理页面错误。因此，操作系统必须：

确定数据在二级存储中的位置。在 RAM 中获取一个空页框以用作数据的容器。将请求的数据加载到可用的页面框架中。更新页表以引用新的页框。将控制权返回给程序，透明地重试导致页面错误的指令。

因此，我会说碎片通常与页面错误无关。后者表明 RAM 内存已满，并且该特定程序比其他程序消耗更多内存，因此他在交换区域中有更多内存，因此每次他尝试访问已被操作系统换出的页面时发生故障，操作系统必须将此页面加载到 RAM。

那就是如果您正在使用单个进程来试验此错误。如果您在 ALL 过程中观察到相同的问题，这表明Thrashing。在这种情况下，物理内存的数量不足以容纳所有正在运行的进程，因此虚拟内存子系统在分页上花费了更多时间。因此，进程不会继续进行，因为每次发生页面错误时，进程都会失去 CPU 并且必须等待页面在 RAM 中准备好。

当您的内存映射包含几个无法满足新预留的小块时，通常会发生碎片，因此进程开始要求更多内存以容纳它们。因此，这种情况下的症状是更高的内存使用率或内存没有释放到操作系统，即使程序完成了一些应该分配动态内存的特定任务，做一些事情然后释放它。

Answer 2

大量页面错误往往是由对常驻内存的高需求引起的。内存碎片可能是对常驻内存的高需求的根本原因，但这不是我的第一个猜测。

也许问题只是需要那么多的常驻内存。

也许问题需要那么多虚拟内存，但算法设计不佳（访问局部性差），因此对常驻内存的需求高于应有的水平。

也许程序编码不好，所以它使用的内存比它需要的多得多。

也许任务对常驻内存的需求是完全合理的（考虑到可用的物理内存），但微软的脑死内存管理算法无缘无故地产生了压倒性的页面错误。

大多数页面错误是“软”错误，这意味着实际上不需要磁盘活动。操作系统已从任务中取出页面，但并未从物理内存中删除这些页面，以此作为测试任务真正需要哪些页面的手段，其长期目标是保持该任务的“工作集”不增长（微软滥用术语“工作集”）。这对于操作系统来说都是必要且正确的行为。

但是当任务需要快速返回这些页面时，您会遇到一个软故障，即操作系统将这些页面返回并带走其他页面，而不是意识到该任务需要更高的总驻留内存并且有足够的物理内存来容纳它。我见过很多情况，其中处理软故障的单线程内核 CPU 时间是长程序经过时间的 90% 或更多，而大多数机器的 ram 只是未使用。