页面置换算法

计算机操作系统用于管理内存中页面的技术
页面置换算法(Page replacement algorithm)是操作系统中用于管理物理内存分配的策略。[3]当需要分配物理页时,若空闲的物理页已用完或小于某个阈值,则操作系统将根据页面置换算法选择一个或一些物理页换出到磁盘以便让出空间。[4]
页面置换算法主要记录内存的忙闲状态,为进程分配和释放内存。当主存的空间太小而无法装入所有的进程时,就需要在内存和硬盘之间进行调度操作[5]。页面置换算法主要可以分为局部页面置换算法和全局页面置换算法这两大类,其中局部页面置换算法包括先进先出算法(FIFO)、最近最少使用算法(LRU)、最佳置换算法(OPT)等[2];全局页面置换算法包括工作集置换算法、缺页率置换算法(PFF)等。此外,进阶算法如LRU-K页面置换算法和工作集时钟页面置换算法(WSClock)等也被广泛研究和应用。[6][7][8]
近年来LRU页面置换算法已经被广泛采用,并在实际应用中表现良好。然而,在某些特殊情况下或特定的页面访问序列下,LRU算法可能会导致频繁的缺页中断。由于磁盘存储性能远低于内存,每次缺页中断都会导致系统在磁盘和内存之间进行页面交换,显著增加系统开销。合适的页面置换算法选择对于优化系统性能至关重要。[3]

概述

基本概念及工作原理