Mac OS X / IOS 内存管理机制简要说明

最近身边用苹果的人越来越多，这是一件好事，我很高兴身边的朋友们都能用上世界上最先进的计算机和操作系统，但是大部分朋友都是从Windows过度过来的，从系统使用和原理理解上都有一些Windows的观念，最近很多朋友问我一个问题：“为什么我的系统一开机还没运行什么程序，空余内存就没多少了，我可是4GB内存啊，是不是有什么问题？”针对这一问题，特写此文，让大家理解基于UNIX的Mac OS X是如何管理内存的。

之前转载了一篇文章介绍Unix/Linux的内存管理，但是很多朋友说看不懂，那今天我就通俗的跟大家分享一下，Mac是如何管理内存的。

首先，我们要来了解一下，Mac OS X的内存四种状态，打开你的“应用程序-实用工具-系统监视器”程序，切换到“系统内存”标签，你会看到你的内存有联动、活跃、非活跃和可用空间四种状态：

见下图：

联动是系统核心占用的，永远不会从系统物理[内存]种清除，

活跃表示这些[内存]数据正在使用种，或者刚被使用过，

非活跃表示这些[内存]中的数据是有效的，但是最近没有被使用，

可用空间表示这些[内存]中的数据是无效的，这些空间可以随时被程序使用。

当可用空间的[内存]低于某个值（这个值是由你的物理[内存]大小决定的），系统则会按照以下顺序使用非活跃的资源。首先如果非活跃的数据最近被调用了，系统会把它们的状态改变成活跃，并接在原有活跃[内存]逻辑地址的后面, 如果非活跃的[内存]数据最近没有被使用过，但是曾经被更改过而还没有在硬盘的相应虚拟[内存]中做修改，系统会对相应硬盘的虚拟[内存]做修改，并把这部分物理[内存]释放为可用空间供程序使用。如果非活跃[内存]中得数据被在映射到硬盘后再没有被更改过，则直接释放成可用空间。最后如果活跃的[内存]一段时间没有被使用，会被暂时改变状态为非活跃。

所以说，如果你的系统里有少量的可用空间内存和大量的非活跃的内存，说明你的[内存]是够用的，系统运行在最佳状态，只要需要,系统就会使用它们，不用担心。而反之如果系统的可用空间内存和非活跃内存都很少，而活跃内存很多，说明你的[内存]不够了。当然一开机，大部分[内存]都是可用空间，这时系统反而不在最佳状态，因为很多数据都需要从硬盘调用，速度反而慢了。

其实这就是Unix的内存管理方式，我们大家都知道，内存的速度是比硬盘快得多的，那么UNIX的内存管理机制就是尽可能多的使用你的物理内存，当你没有打开程序的时候，系统自动会把一些系统常用的资源从硬盘加载到内存，当你开始执行操作需要调用这些资源的时候，系统就不会从硬盘去读取你的资料了，而是直接从内存读取（专业术语叫命中），这样就提高你的系统速度，不浪费你的物理内存资源。

Mac系统基于UNIX系统，继承了UNIX这一内存管理机制并且进行一定的优化，Mac的内存管理具有UNIX的特征的同时，Mac还会记录你最常用的程序，然后在你内存有足够空余资源的时候，就把这些程序主要模块(Modlue)加载到内存，当你开启这个应用的时候，程序就快速启动了，当你关掉这个程序界面（Command+W / iOS-Home）的时候，大部分程序并不会真正的退出(quit)系统，而是保留程序核心模块驻留系统内存，你可以在Dock上看到图标下有个小亮点（iOS连按Home），当你下一次需要使用的时候，只要点一下程序就快速启动了，如果你很久没有再用这个程序而打开了其他程序，而打开了其他很多程序，那么系统就会在内存不够用得时候，自动把你只是关闭没有退出（Command+W）的程序驻留内存文件转移到硬盘的某个地方（pagefiles）中，等待你的调用，只有当你完全退出程序(Command+Q)的时候，这些程序就从内存清除了，但是Mac系统会智能的学习和了解你的你操作习惯，不断的更换你的常用程序列表，然后当物理内存有空的时候随时把你常用的程序模块载入内存，等待你调用。其实这也是Mac系统为什么点按窗户红色按钮是关闭而不是退出的设计思维原理，就是让程序在下一次被用户打开时能够快速启动，而且先进的Unix内存管理计算方式几乎不用你去担心是否内存不够用了，需要退出这些打开的程序，因为系统会习惯出一个最佳值什么时候释放内存（哪些内存数据什么时候保存到pagefiles去）来保证你的系统运行效率，尤其是现在很多iOS设备用户，每次都喜欢按Home返回后再连按Home去退出程序，其实完全没必要这么做，因为iOS是Mac OS的移动版，具有和Mac OS X完全相同并且高效的内存管理机制，你每次运行了程序再去退出他，反而降低了你系统下一次开启这个程序的速度。

windows为了兼容古老和不规范的程序，允许程序直接控制硬件，导致windows系统的权力不够大，而许多windows程序也不规范，因此在退出进程后往往许多[内存]没有还给系统变成了invisible memory，导致时间一长系统可用[内存]越来越少。因此常常需要重新启动。而且Windows在内存管理方面也于Unix有很大的区别，由于我对Windows并不是很熟悉，所以只能以我自己的理解来向大家说明，如有错误，还请斧正。由于Windows的系统模块链接关系不明确，权限又很混乱（Windows貌似压根就没有文件权限这个说法），导致后来Windows98就经常蓝屏死机，又为了防止大量不规范程序退出后不归还系统内存，所以Windows就只能在系统启动完毕，加载完必要模块后，当用户请求一个程序就从硬盘调用一个，不用就清除的办法来管理内存，所以如此就造成了系统物理内存的大量浪费，因为我们并不是随时都需要运行超级大的程序，事实上，大部分人的电脑都有4GB内存，而通常只开一个QQ和一个浏览器，顶多在打开一个Music Player，所占内存不到200MB，加上系统内存最对也就1GB左右，至少一台4GB内存的计算运行Windows的话，有75%的时间内存使用不到2GB，那么也就是说用户花了4GB的钱，其实浪费掉了75%，比如花了400元，你就浪费了300元，但是用UNIX就不会浪费你的钱，因为Unix先进的系统架构和内存管理就决定了这个因素。

其实Unix的内存管理先进性仅仅只是Unix一个小小的细节，Unix还有很多很多比Windows先进的地方值得我们学习，以后我会为大家介绍更多的Unix/Linux特性。

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