电脑内存不足时系统会自动采用哪些机制？

当电脑内存不足时，系统通过虚拟内存、内存压缩、缓存清理、进程优先级调整和OOM Killer等机制协同工作，优先释放资源或终止高耗内存进程以避免崩溃。

当电脑的物理内存（RAM）不足时，系统为了避免崩溃并保持运行，会主动启用一系列的应急机制。最核心的策略就是虚拟内存管理，它会把部分不常用的内存数据临时“挪”到硬盘上，以腾出宝贵的物理内存给当前活跃的程序。同时，系统还会更积极地清理缓存、压缩内存，甚至在极端情况下，会毫不犹豫地“牺牲”掉一些占用内存过多的程序。

解决方案

电脑内存不足时，系统自动采取的机制主要围绕着“腾挪”和“牺牲”展开：

1. 虚拟内存（Virtual Memory）与页面交换（Paging） 这是最基础也是最重要的机制。当物理内存告急时，操作系统会把那些当前不活跃、但又不能直接丢弃的内存数据，以“页”（通常是4KB或更大固定大小的数据块）的形式，暂时写入到硬盘上一个预设的文件或分区，这被称为“交换文件”（Swap File）或“交换分区”（Swap Space）。当这些数据再次被程序需要时，系统会再把它们从硬盘读回物理内存。这个过程虽然能有效避免内存耗尽导致的系统崩溃，但由于硬盘的速度远低于RAM，频繁的页面交换会导致系统性能急剧下降，也就是我们常说的“卡顿”。

2. 内存压缩（Memory Compression） 相比于直接写入硬盘，内存压缩是一种更优雅的缓解方案。一些现代操作系统（如Windows 8及更高版本、macOS、以及Linux上的zram/zswap等）会在物理内存紧张时，尝试将不活跃的内存页进行压缩，然后继续保留在物理内存中。这样，同样大小的物理内存就能容纳更多的数据。CPU虽然需要额外的时间进行压缩和解压缩，但这个开销通常远小于从硬盘读写数据的延迟。这是一种用CPU时间换取内存空间和I/O性能的策略。

3. 缓存清理与回收（Cache Cleaning and Reclamation） 操作系统和应用程序会维护各种缓存，比如文件系统缓存、浏览器缓存、程序内部缓存等，这些缓存都占用着物理内存。当内存压力增大时，系统会更积极地清理和回收这些缓存，释放出内存供其他更重要的任务使用。它会优先清除那些最不常用或最容易重新生成的数据。

4. 进程优先级调整（Process Priority Adjustment） 虽然不直接释放内存，但系统可能会动态调整进程的优先级。对于那些后台运行、不那么紧急的进程，系统可能会降低它们的调度优先级，从而减少它们获取CPU时间的机会，间接降低它们对内存的持续需求或避免它们进一步扩张内存占用。这是一种间接的资源管理手段。

5. OOM Killer（Out-Of-Memory Killer） 这是一种极端但有效的“自救”机制，在Linux系统中尤为突出。当所有其他策略都无法缓解内存压力，系统即将完全无响应甚至崩溃时，OOM Killer会被触发。它会根据一套复杂的评分机制（

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   ），识别并强制终止那些占用内存最多、或对系统整体稳定性影响相对较小的进程。这就像是系统为了活下去，不得不“壮士断腕”，牺牲掉一些应用程序来释放关键资源。被杀死的程序通常是那些内存泄漏严重或者内存使用量异常的进程。

虚拟内存与物理内存：它们究竟是如何协同工作的？

要理解虚拟内存和物理内存的协同，我们需要从计算机体系结构的角度来看。我们平时说的“内存”通常指物理内存，也就是RAM芯片。而“虚拟内存”则是一个操作系统抽象出来的概念，它为每个运行的程序提供了一个连续、独立的地址空间，这个空间可能比实际的物理内存大得多。

核心在于内存管理单元（MMU）。当CPU试图访问一个内存地址时，它实际上发出的是一个“虚拟地址”。这个虚拟地址并不能直接对应到RAM上的某个位置。MMU的工作就是将这个虚拟地址实时地转换成一个“物理地址”，也就是RAM上的真实位置。

这个转换过程依赖于页表（Page Table）。操作系统会维护一个巨大的页表，记录着每个虚拟内存页（通常是4KB）对应的物理内存页框（Page Frame）在哪里。如果一个虚拟页当前不在物理内存中（因为它被交换到硬盘了），页表中会有一个特殊的标记。当CPU尝试访问这个不在物理内存中的虚拟页时，MMU会触发一个“缺页中断”（Page Fault）。操作系统接到中断后，会暂停当前进程，然后从硬盘的交换文件中找到对应的内存页，将其读入一个空闲的物理内存页框，更新页表，最后再让CPU从头执行刚才导致缺页中断的指令。

为了加速这个转换过程，MMU内部还有一个叫做转换旁路缓冲器（TLB - Translation Lookaside Buffer）的缓存，它存储了最近使用过的虚拟地址到物理地址的映射关系。这样，大多数时候CPU访问内存时，都可以直接从TLB中快速查找到物理地址，而无需每次都去查询慢速的页表。

所以，虚拟内存和物理内存的协同，本质上就是MMU和操作系统通过页表和交换机制，共同管理着一个比物理内存更大的、对应用程序透明的地址空间。应用程序觉得自己拥有无限的、连续的内存，而实际的物理内存则被操作系统高效地分配和管理着。

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当内存耗尽时，系统是如何选择要“牺牲”哪些程序的？

当内存压力达到临界点，系统不得不通过终止进程来释放资源时，这个选择过程并非随意，而是基于一套复杂的启发式算法。在Linux系统中，这主要是由OOM Killer（Out-Of-Memory Killer）负责。

OOM Killer会给每个运行中的进程计算一个

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• 进程当前占用的物理内存量： 这是一个最直接的指标，占用内存越多的进程，分数越高。
• 进程的运行时间： 运行时间长的进程，可能被认为是更核心或更稳定的，分数可能相对低一些，但也可能因为长时间运行累积了大量内存而分数变高。
• 进程的优先级（nice值）： 用户或系统管理员设定的优先级会影响分数。高优先级的进程通常分数较低，不易被杀。
• 进程是否为root用户拥有： 通常，root用户启动的系统关键进程分数会较低，以避免系统核心服务被误杀。
• 进程是否是其他进程的父进程： 杀死父进程可能会导致其所有子进程也终止，因此系统可能会倾向于杀死叶子进程。
• 进程是否被标记为不可杀死（

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  ）： 用户可以通过修改

  /proc/<pid>/oom_score_adj

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  来调整进程的OOM分数偏移量，从而影响其被杀死的概率。负值表示更不容易被杀，正值表示更容易被杀。例如，一些关键的数据库服务可能会被配置为负值，以确保它们在内存紧张时能存活。

OOM Killer的目标是快速释放足够的内存，以避免系统完全冻结。它会选择一个

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除了增加内存，我们还能做些什么来缓解电脑的内存压力？

增加物理内存当然是最直接有效的办法，但很多时候我们受限于硬件条件或预算。其实，在不增加硬件投入的前提下，我们也能通过一些软件层面的优化来显著缓解内存压力：

1. 管理启动项与后台应用 很多软件在安装时会默认设置为开机自启动，或者在关闭后仍然以后台进程的形式运行。这些程序会默默地占用内存。

   • 操作建议： 定期检查“任务管理器”（Windows）或“活动监视器”（macOS），禁用不必要的开机启动项。对于不常用的软件，确保它们在退出后彻底关闭，而不是最小化到系统托盘。

2. 优化浏览器使用 现代浏览器是内存消耗大户，尤其是打开大量标签页时。

   • 操作建议： 利用浏览器自带的“标签页休眠”功能（如Chrome的内存节省模式），或安装第三方扩展来自动暂停不活跃的标签页。定期关闭不用的标签页。考虑使用内存占用相对较少的浏览器（如Edge的效率模式）。

3. 调整虚拟内存（页面文件）设置 虽然虚拟内存会拖慢系统，但合理设置它的大小至关重要。如果页面文件太小，系统在内存不足时可能无法有效地进行页面交换，反而更容易崩溃。

   • 操作建议： 确保页面文件设置在系统盘（通常是C盘）上，并且大小设置为系统推荐值或略高于物理内存大小。如果你的电脑有SSD，将页面文件设置在SSD上可以显著提高交换性能，尽管这会加速SSD的磨损。

4. 使用轻量级软件替代 很多常用软件都有功能类似但资源占用更小的“轻量版”或替代品。

   • 操作建议： 例如，用图片查看器替代功能强大的图片编辑软件，用简单的文本编辑器替代功能复杂的IDE，或者寻找一些开源、社区维护的轻量级工具。

5. 定期清理系统垃圾与卸载不常用软件 虽然这主要影响磁盘空间，但过多的临时文件、缓存和不必要的软件会间接影响系统性能。不用的软件卸载后可以释放其占用的内存资源。

   • 操作建议： 使用系统自带的磁盘清理工具，或第三方清理软件，定期清理临时文件、浏览器缓存等。卸载那些你已经很久没用过的软件。

6. 更新驱动和操作系统 内存泄漏是导致内存不足的一个常见原因，它通常是软件或驱动的bug。

   • 操作建议： 确保你的操作系统和所有硬件驱动都是最新版本。开发者会不断发布更新来修复这些内存泄漏问题，从而提高系统的稳定性和内存使用效率。

通过这些细致入微的管理和优化，即使不增加硬件，我们也能让电脑在有限的内存下运行得更流畅，更稳定。

以上就是电脑内存不足时系统会自动采用哪些机制？的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！