虚拟内存和物理内存
内存地址的概念
物理地址：物理内存就是真实的内存，CPU的地址线可以直接进行寻址的内存空间大小。比如在32位平台下，寻址的范围是2^32也就是4G，即32位最高4G内存，并且这是固定的。
虚拟地址：为了解决实际内存空间无法满足应用程序而但是的，经常用于容器化技术中，比如一个节点共有64G内存，部署了8个需要16G内存的pod。这时，每个pod都认为自己有16G的实际内存，这一点是通过不断有目的的换入和换出（swap）实现的。这一部分内存就是虚拟内存。
对于32位处理器，虚拟内存空间是4G，即每个pod/程序认为自己有4G内存，64位则更多
每个pod/进程都认为自己得到的内存地址（虚拟内存）是连续的，而实际上，它通常是被分隔成多个物理内存碎片
既然8个16G的pod需要的总内存是远超64G实际存储的，但是又要能够维持它的运行，那部分数据肯定是不能丢的，它其实被存储到了其他地方，例如本地硬盘，或外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换
由于存在两个内存地址，因此一个应用程序从编写到被执行，需要进行两次映射。第一次是映射到虚拟内存空间，第二次时映射到物理内存空间。在计算机系统中，第两次映射的工作是由硬件和软件共同来完成的。承担这个任务的硬件部分叫做存储管理单元MMU，软件部分就是操作系统的内存管理模块了
虚拟内存和物理内存的关联
虚拟内存和物理内存都被分成了大小相等的页，Linux下每个页为4KB。这样虚拟内存和物理内存就都有了页号这个概念，能够通过页号定位到内存中的特定页
虚拟内存中存的不是数据，而是页号+页内偏移量
这时只有再有一个虚拟内存页号与物理内存页号的对应关系，就可以通过虚拟内存找到对应的物理内存位置了。这个对应关系就是页表。程序读取内存时，通过页表和自己持有的虚拟内存页号，找到对应的物理内存页号，再结合记录的偏移量，确定物理内存中实际记录的数据
但是就像在容器化技术中，一个64G的节点部署了8台16G的pod，虚拟内存的页号肯定就比物理内存多，这时候程序在读取内存的时候，就会获得一个“缺页异常”，即申请的数据目前还不在物理内存中，此时CPU是不能工作的，Linux会产生一个hard page fault中断。系统需要从慢速设备（如磁盘）将对应的数据page读入物理内存，同时将一块最少使用的物理内存页，将他们写入慢速设备，然后修改页表映射关系。
在linux中，这个用于额外存储的慢速设备就是交换区SWAP
swap in：产生hard page fault时从磁盘写回到物理内存
swap out：物理内存不够用时把一些物理内存页写入到磁盘
用户空间和内核空间
以一个32位系统为例，一个程序认为自己拥有4G的内存空间，有3G是程序可以访问的，还有1G是只允许操作系统内核访问的，这两部分分别就是用户空间和内核空间，其作用为：
用户空间：低3G字节(从虚拟地址 0x00000000 到 0xBFFFFFFF)，提供给程序存储字节的业务数据对应的页号
内核空间：高1G字节(从虚拟地址 0xC0000000 到 0xFFFFFFFF)，提供给内核去支持CPU执行一些危险命令
内核态与用户态
其实就是程序运行在哪个地址空间中。运行在用户空间，就说程序是用户态，运行在内核空间，就说程序是内核态
DOS是不区分用户态和内核态的，即程序全部运行在内核态。而linux是区分的，这样提升了系统的稳定性
大部分代码是不具备内核态的能力的，少部分具备，例如NIO中的MappedByteBuffer
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