lru是一种什么页面置换算法

lru指的是“最近最久未使用算法”,是大部分操作系统为最大化页面命中率而广泛采用的一种页面置换算法,思路是:发生缺页中断时,选择未使用时间最长的页面置换出去。这种算法既充分利用了内存中页面调用的历史信息,又正确反映了程序的局部问题。

本教程操作环境:windows10系统、Dell G3电脑。

LRU是Least Recently Used的缩写,即最近最少使用,是一种常用的页面置换算法,选择最近最久未使用的页面予以淘汰。该算法赋予每个页面一个访问字段,用来记录一个页面自上次被访问以来所经历的时间 t,当须淘汰一个页面时,选择现有页面中其 t 值最大的,即最近最少使用的页面予以淘汰。

最近最久未使用(LRU)算法

  • LRU是一种页面置换算法,在对于内存中但是又不用的数据块,叫做LRU,操作系统会根据那些数据属于LRU而将其移出内存而腾出空间来加载另外的数据

  • LRU算法:最近最少使用,简单来说就是将数据块中,每次使用过的数据放在数据块的最前端,然后将存在的时间最长的,也就是数据块的末端的数据剔除掉这就是LRU算法

  • 如果进程被调度,该进程需要使用的外存页(数据)不存在于数据块中,这个现象就叫做缺页。如果这个数据此时不在,就会将这个数据从加入到数据块首部

  • 数据块插入与剔除:每次有新数据到来时,会将其放入数据块首部,当数据每次被访问时,将这个数据插入数据块的首部如果数据块满了,每次新进的数据都会将数据块尾部的数据挤出数据块

为什么要使用LRU

  • 关于操作系统内存管理,如何节省利用容量不大的内存多的进程提供资源。而内存的虚拟存储管理是现在最通用,最成功的方式。在内存有限的情况下,扩展一部分外存作为虚拟内存,真正的内存只存储当前运行时所用到的信息,极大的扩充了内存的功能,极大提高计算机的并发度,虚拟页式存储管理,则是将进程所需空间划分为多个页面,内存中只存放当前所需页面,将其余页面放入外存的管理方式

  • 虚拟页式存储管理增加了进程所需的内存空间,却也带来了运行时间变长这一缺点,运行过程中,需要将外存中存放的信息和内存中已有的进行交换,由于外存的低速,影响了运行时间因此,应当采取尽量好的算法以减少读取外存的次数

  • 对于虚拟页式存储,内外存信息替换是以页面为单位进行的,当需要一个外存中的页面是 将它调入内存,同时为了保持原有空间大小,我们需要不断地剔除掉一些存页面。数据块大小有限,因此我们需要每次调用外存数据时,都能准确的命中。这时就需要一个较好的页面管理算法。

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