以前我一直以为程序运行时只有物理内存（RAM)，自从看了虚拟内存，才发现我想太简单了。
一、概念
我们平常写的程序，大多数都有两种访问局部性特征，即空间局部性和时间局部性；
空间局部性是指程序倾向访问最近访问过的内存附近的内存，这是由于指令是顺序执行的；时间即部性是指程序倾向于在不久的将来再次访问刚访问过的内存，这是由于循环。
正是由于访问局部性特征，使程序即便仅有部分（地址空间）存在于RAM中，依然可能得以执行，由此为了更加有效地管理内存，现代系统提供了一种对主存的抽象概念，称为虚拟内存。虚拟内存是硬件异常、硬件地址翻译、主存、磁盘文件和内核软件的完美交互，它为每个进程提供了一个大的、一致的、私有的地址空间。
主存被组织成一个由M个连续的字节大小的单元组成的数组。每个单元都有一个唯一的物理地址。CPU访问内存的最自然的方式就是使用物理地址——物理寻址；与之相对应就是使用虚拟地址访问，称为虚拟寻址。物理寻址和虚拟寻址系统如下图所示：
虚拟内存的规划之一是将每个程序使用的内存分成小的、固定大小的页单元。相应的，RAM(物理内存或主存)也划分成一系列与虚存页尺寸相同的页（页帧）。任一时刻，每个程序仅有部分页需要驻留在物理内存页中，这些页构成了所谓驻留集（resident set）。程序未使用的页拷贝保存在交换区(swap area)内，交换区是保留在磁盘空间中，作为RAM的补充，仅在需要时才会载入RAM中。若进程欲访问的页面并未驻留在RAM中，将会发生页面错误，这时内核会挂起进程的执行，同时从磁盘中将该页面载入内存。在磁盘和内存之间传送页的活动叫做交换或者页面调度。
为了支持这个机制，内核需要为每个进程维护一张页表，页表描述了每个虚拟页面是缓存在RAM中，还是驻留在磁盘中。如下所示：
虚拟内存概览
二、特性
1、由于使用虚拟内存导致每个进程使用的RAM减少了，所以RAM可以同时容纳更多进程，就间接导致CPU的利用率被提高了。
2、由于内核能够为进程分配与释放页，所以进程的有效虚拟地址在进程生命周期中可以发生变化。
3、由于虚拟内存的管理，所以会把进程的虚拟地址控间与RAM物理地址空间隔离开来。
4、由于可能存在大段的虚拟地址空间并未使用，因此不是所有虚拟地址空间都有相应的页表条目。若进程试图访问的地址并无页表条目与之对应，将收到一个SIGSEGV信号；
三、实践
可以在linux终端上输入cat /proc/pid/status即可以看到相应进程状态 （pid为相应进程号）；其中以Vm开头是关于虚拟内存的参数，比如VmSize是虚拟内存大小，VmRSS是进程驻留集（物理内存）大小；VmSwap是进程交换区大小；
四、总结
本文对虚拟内存只是起个抛砖引玉，如果有什么不对地方，请大家多多包涵，欢迎指出，如果觉得有用，欢迎点个赞。
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