虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续可用的内存(一个连续完整的地址空间),而实际上,它通常是被分隔成多个物理内存碎片,还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上,在需要时进行数据交换。
现代所有用于一般应用的操作系统都对普通的应用程序使用虚拟内存技术,老一些的操作系统,如DOS和1980年代的Windows,或者那些1960年代的大型机,一般都没有虚拟内存的功能        

                                                                                                                                   ——维基百科+

 

一、为什么不直接使用物理内存?

1. 内存空间利用率的问题

        各个进程对内存的使用会导致内存碎片化,当要用malloc分配一块很大的内存空间时,可能会出现虽然有足够多的空闲物理内存,却没有足够大的连续空闲内存这种情况,东一块西一块的内存碎片就被浪费掉了

2. 读写内存的安全性问题

        物理内存本身是不限制访问的,任何地址都可以读写,而现代操作系统需要实现不同的页面具有不同的访问权限,例如只读的数据等等

3. 进程间的安全问题

        各个进程之间没有独立的地址空间,一个进程由于执行错误指令或是恶意代码都可以直接修改其它进程的数据,甚至修改内核地址空间的数据,这是操作系统所不愿看到的

4. 内存读写的效率问题

        当多个进程同时运行,需要分配给进程的内存总和大于实际可用的物理内存时,需要将其他程序暂时拷贝到硬盘当中,然后将新的程序装入内存运行。由于大量的数据频繁装入装出,内存的使用效率会非常低


        正因为有上面这些问题,大佬们设计了“虚拟内存”和相关的概念

二、什么是虚拟内存