页面置换算法

页面置换方法：

起源

操作系统给每个进程分配内存空间，即为每个进程分配多少个页框驻留进程。此时，分配到的页框称为驻留集。有两种方法：固定驻留策略和动态驻留策略。

固定驻留策略指为每个进程分配固定的页框数，不能增减，也不能使用别的进程的空间

动态驻留策略指在进程活跃期间，系统可以根据进程的缺页率进行动态调整，进程的页框数可以增减。这样就有两个问题：页框置换的范围，如何选择置换出内存的页框。

页框置换有局部置换和全局置换，固定驻留策略必然导致局部置换，而全局置换必须使用动态驻留策略。

第二个问题则涉及到页面置换算法。

定义

地址映射过程中，若发现所要访问的页面不再内存中，则产生缺页中断。此时操作系统必须在内存选择一个页面将其移出内存，以便为即将调入的页面让出空间。而用来选择淘汰哪一页的规则叫做页面置换算法。

 

常见的页面置换算法：

OPT：OPT（最佳置换算法），是理论算法，它将不再使用的页面换出，而实际中不能预知哪个页面不再使用，但是这个算法是最优算法，可以作为评测其他算法的性能。

FIFO：First In First Out，先进先出。合队列的特性，数据结构上使用队列Queue来实现。按照页面装进内存的时间进行置换，越老的页面最先被换出，不管该页面是否经常使用。算法简单，但是效率不高。

 

LRU：Least Recently Used，最近最少使用。LRU是根据使用时间的差异来决定的。按照上次使用时间进行排序，将离上次使用时间最长的页面换出。LRU算法是经常采用的页面置换算法。

可以采用栈的数据结构，新数据插入到栈顶；每当缓存数据被访问，则将数据移到栈顶；当栈满的时候，将栈底的数据丢弃。

LFU：Least FrequentlyUsed，最不经常使用。LFU根据使用次数的差异来决定。其核心思想是“如果数据过去被访问多次，那么将来被访问的频率也更高”。

1. 新加入数据插入到队列尾部（因为引用计数为1）；

2. 队列中的数据被访问后，引用计数增加，队列重新排序；

3. 当需要淘汰数据时，将已经排序的列表最后的数据块删除。

 

Clock：

采用应用为R，当R=1说明被引用过，这种方法是FIFO的改进，根据装入内存时间和是否被引用过作为标准，首先从时间最长项检查，若R=0则置换出，若为1则检查下一项并将R=0。若全部R=1，则按照FIFO方法进行置换。

 

参考：http://www.cnblogs.com/tracylee/archive/2012/10/16/2726891.html

点击打开链接