C++ メモリ管理はオペレーティング システムおよび仮想メモリとどのように対話しますか?

C++ メモリ管理はオペレーティング システムと対話し、オペレーティング システムを通じて物理メモリと仮想メモリを管理し、プログラムにメモリを効率的に割り当ておよび解放します。オペレーティング システムは物理メモリをページに分割し、必要に応じてアプリケーションによって要求されたページを仮想メモリから取得します。 C++ は、new 演算子と delete 演算子を使用してメモリの割り当てと解放を行い、オペレーティング システムからメモリ ページを要求し、それらをそれぞれ返します。オペレーティング システムが物理メモリを解放すると、使用量の少ないメモリ ページが仮想メモリにスワップされます。

C++ メモリ管理がオペレーティング システムおよび仮想メモリとどのように相互作用するか

C++ では、メモリ管理にはプログラムが使用するメモリの割り当てと解放が含まれます。オペレーティング システムおよび仮想メモリと密接に連携して、効率的かつ予測可能なプログラムの実行を実現します。

オペレーティング システムのメモリ管理

オペレーティング システムは、コンピューターの物理メモリを管理します。メモリをページに分割し、通常はサイズが 4KB になります。アプリケーションはオペレーティング システムにページ単位でメモリを要求します。アプリケーションが物理メモリにないメモリ ページを要求すると、オペレーティング システムはそのメモリ ページをディスク上の仮想メモリから取得します。

仮想メモリ

仮想メモリは、現在物理メモリにないメモリ ページを保存するためにハード ディスク上に割り当てられたスペースです。オペレーティング システムは、物理メモリを解放する必要がある場合、使用量の少ないメモリ ページを仮想メモリにスワップします。これにより、物理メモリを必要とする他の優先度の高いプログラムが物理メモリを使用できるようになります。

C++ メモリ管理

C++ は、メモリの割り当てと解放を行うためのライブラリ関数 new と delete を提供します。 new 演算子はオペレーティング システムにメモリ ページを要求し、delete 演算子はメモリを解放してオペレーティング システムに返します。 new 和 delete，用于分配和释放内存。new 操作符会从操作系统请求一个内存页，delete 操作符会释放内存并将其归还操作系统。

与操作系统和虚拟内存的交互

当程序使用 new 操作符分配内存时，操作系统会检查物理内存中是否有可用的页面。如果没有可用的页面，操作系统会从虚拟内存中调入一个页面。当程序使用 delete 操作符释放内存时，操作系统会将内存页标记为可用，然后按照需要将其交换到虚拟内存中。

实战案例：虚拟内存使用示例

以下代码示例演示了如何使用 C++ 和虚拟内存：

#include <iostream>

int main()
{
  // 分配 100 MB 内存
  char *array = new char[1024 * 1024 * 100];

  // 使用分配的内存

  // 释放内存
  delete[] array;

  return 0;
}

在这个示例中，代码使用 new 操作符分配 100 MB 的内存。由于一次分配如此大量的内存很可能导致物理内存不足，因此操作系统必须从虚拟内存中调入几个页面。然后，代码使用分配的内存，最后使用 delete

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