页帧的分配
　　一页是一组连续线性的物理内存（页帧）或虚拟内存。Linux内核以页为单位管理内存。一页的大小通常为4K字节。当一个进程申请一定数量的页时，如果可用的页足够，Linux内核马上分配给进程。否则，内存页必须从其他一些进程或内存页缓存中获取。Linux内存知道可用的内存页的数量及位置。
　　伙伴系统
　　Linux内核通过一种被称作伙伴系统的机制管理空闲页。伙伴系统管理空闲页并尽力为分配请求分配页。它尽大努力保持内存区域的连续。如果不考虑分散的小页，将会导致内存碎片，并导致在连续区域内申请一大段的页变得困难。它将导致效率低下的内存使用和性能下降。


　　图1-13说明了伙伴系统如何分配页。

　　图1-13 伙伴系统
　　当尝试分配页失败，页回收会被激活。参阅“页帧回收”。
　　你可以通过/proc/buddyinfo查找伙伴系统的信息。详见“Memory used in a zone”。
　　页帧回收
　　当一个进程请求一定数量的页的映射时，如果页不可用，Linux内核新的请求尝试通过释放某些页（先前使用过但现在不再使用，但基于某些原则仍然被标记为活动状态的页）并分配内存给该进程。这个过程被称为面帧回收。kswapd内核线程和try_to_free_page()内核函数被用来负责页的回收。
　　kswapd线程通常处于可中断的睡眠状态，当某一区域中的自由页低于一个阈值时，kswapd线程会被伙伴系统调用。它尝试基于近少使用算法从活动页中找出候选页。近少使用的页将会被首先释放。活动列表和非活动列表被用于维护候选页。kswapd扫描部分活动列表并检查页的使用情况，把近没有使用的页放到非活动列表中。你可以使用vmstat -a命令查看哪些内存是活动的和哪些内存是非活动的。
　　kswapd也遵循其他原则。页的使用主要是为了两个用途：页缓存和进程地址空间。页缓存是页映射到一个磁盘文件。属于一个进程地址空间的页（被称为匿名内存，因为它没有映射到任何文件，也没有名字）被用于堆和栈。参阅1.1.8，“进程内存段”。当kswapd回收页时，它将会尽量压缩页缓存而不是把进程的页page out（或者swap out）。
　　Page out和swap out：“page out”和“swap out”很多时候都会被混淆。“page out”是指把页（整个地址空间的一部分）放到swap区，而“swap out”是指把整个地址空间放到swap区。但是它们有时候可以交换使用。
　　大部分被回收和进程地址空间的页缓存的回收取决于其使用场景，并将对性能产生影响。你可以通过使用/proc/sys/vm/swappiness对该行为进行一些控制。
　　swap（交换区）
　　如前所述，当页回收发生时，在非活动列表中属于该进程地址空间的候选页将会被page out。发生交换本身并不意味着发生了什么状况。虽然在其他系统中，swap只不过是万一发生了主要内存的过度分配的一种保障，但是Linux更有效地使用swap空间。如图1-12所示，虚拟内存由物理内存和磁盘或者swap分区共同组成。在Linux的虚拟内存管理的实现中，如果一个内存页已经被分配，但是在一段时间内都没有被使用，Linux会把该内存页移动至swap空间中。
　　你经常可以看到如getty的守护进程，它们通常当系统启动时被启动，但几乎不被使用。释放页所占的珍贵的主内存并把它移至交换区似乎是更加高效的。这正是Linux管理swap的方式，因此当你发现交换区已经使用了50%并不需要惊慌。事实上，swap空间开始被使用并不意味着内存瓶颈；相反地，它证明了Linux如何高效地管理系统资源。