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隨著科技發(fā)展的進步和計算機應用的不斷擴展，現(xiàn)代應用程序所需消耗的內存越來越大，而應用程序內存性能的優(yōu)化越來越成為關鍵問題。而linux mlock技術的出現(xiàn)，為解決這一問題提供了有力的工具。
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什么是Linux Mlock？
Linux Mlock技術實現(xiàn)了對虛擬內存的鎖定，使得該區(qū)域不會被交換到磁盤上去。因為如果應用程序中一些重要的數(shù)據(jù)被頁式內存管理系統(tǒng)換出到磁盤上，那么在使用這些數(shù)據(jù)的時候就需要從磁盤上調入，增加了讀寫操作的時間延遲，極大地降低了應用程序性能。
使用Linux Mlock技術可以預先鎖定一些重要的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)會一直處于物理內存的區(qū)域，不會被換出到磁盤上，從而可以使得讀寫速度更快，提高應用程序的整體性能。
Linux Mlock技術具有哪些優(yōu)點？
1. 提高應用程序的整體性能
正如前面所述，當數(shù)據(jù)被交換到磁盤上時，會增加讀寫操作的延遲，從而降低應用程序的讀寫速度。而使用Linux Mlock技術可以使數(shù)據(jù)一直處于物理內存的區(qū)域，減少了交換的操作，提高了讀寫速度，從而提高應用程序整體的性能。
2. 提高系統(tǒng)的響應速度
在沒有使用Linux Mlock技術的情況下，一頁內存被進程釋放后，系統(tǒng)可以將其排序，以便在未來某個時刻將其交換到磁盤上。而使用Linux Mlock技術后，這些頁面將被永久鎖定在內存中，不會消耗排序和交換的時間，從而提高了系統(tǒng)的響應速度。
3. 提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性
當系統(tǒng)物理內存不足時，虛擬內存管理系統(tǒng)會通過交換將某些頁面移動到磁盤上來。但這將同時降低系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性，因為所有的磁盤操作都需要一定的時間，磁盤讀寫的速度比內存要慢得多。而使用Linux Mlock技術后，鎖定了所需頁面的內存大小，式內核在物理內存不足的情況下就不會將其換出到磁盤，從而提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。
4. 對于內存泄漏的檢測很有幫助
在程序運行的過程中，有時會發(fā)現(xiàn)內存占用率增長得特別快，這很可能是由于程序中的某些內存發(fā)生了泄漏。如果應用程序中的內存被鎖定，那么內存泄漏也就不會導致物理內存爆炸，而是會直接導致應用程序崩潰，從而讓程序員更容易發(fā)現(xiàn)和調試。
如何使用Linux Mlock技術？
使用Linux Mlock技術最常見的方法是通過mlock（）系統(tǒng)調用。mlock（）系統(tǒng)調用可以將指定的內存區(qū)域鎖定，并禁止將其換出到磁盤。
Mlock（）系統(tǒng)調用的原型定義如下：
int mlock(const void *addr, size_t len);
關于mlock（）系統(tǒng)調用的介紹和使用可以參考Linux的手冊。使用Linux Mlock技術需要謹慎，因為使用不當會導致物理內存頁的資源耗盡，進而再次影響應用程序性能。另外，由于在使用Linux Mlock技術的同時也需要注意一些其他的因素，因此操作系統(tǒng)的管理員應該謹慎操作。
結論
Linux Mlock技術的出現(xiàn)為現(xiàn)代應用程序提供了非常有用的工具，可以通過鎖定內存區(qū)域使得應用程序的性能更加優(yōu)化。使用Linux Mlock技術可以提高應用程序整體的性能，系統(tǒng)的響應速度和穩(wěn)定性，以及幫助程序員檢測應用程序中內存泄漏的問題。但需要注意的是，使用Linux Mlock技術需要謹慎操作，否則可能會導致物理內存頁的資源耗盡，進而影響應用程序性能。
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列舉幾種系統(tǒng)調用
操作系統(tǒng)實現(xiàn)的所有系統(tǒng)調用所構成的即程序接口或應用編程接口(Application Programming Interface，API)。是應用程序同系統(tǒng)之間的接口。
Linux系統(tǒng)調用，包含了大部分常用系統(tǒng)調用和由系統(tǒng)調用派生出的的函數(shù)。
一、進程控制：
fork 創(chuàng)建一個新進程
clone 按指定條件創(chuàng)建子進程
execve 運行可執(zhí)行文敗困姿件
exit 中止進程
_exit 立即中止當前進程
getdtablesize 進程所能打開的更大文件數(shù)
getpgid 獲取指定進程組標識號
setpgid 設置指定進程組標志號
getpgrp 獲取當前進程組標識號
setpgrp 設置當前進程組標志號
getpid 獲取進程標識號
getppid 獲取父進程標識號
getpriority 獲取調度優(yōu)先級
setpriority 設置調度優(yōu)先級
modify_ldt 讀寫進程的本地描述表
nanosleep 使進程睡眠指定的時間
nice 改變分時進程的優(yōu)先級
pause 掛起進程，等待信號
personality 設置進程運行域
prctl 對進程進行特定操作
ptrace 進程跟蹤
sched_get_priority_max 取得靜態(tài)優(yōu)先級的尺褲上限
sched_get_priority_min 取得靜態(tài)優(yōu)先級的下限
sched_getparam 取得進程的調度參數(shù)
sched_getscheduler 取得指定進程的調度策略
sched_rr_get_interval 取得按RR算法調度的實時進程的時間片長度
sched_setparam 設置進程的調度參數(shù)
sched_setscheduler 設置指定進程的調度策略和參數(shù)
sched_yield 進程主動讓出處理器,并將自己等候調度隊列隊尾
vfork 創(chuàng)建一個子進程，以供執(zhí)行新程序，常與execve等同時使用
wait 等待子進程終止
wait3 參見wait
waitpid 等待指定子進程終止
wait4 參見waitpid
capget 獲取進程權限
capset 設置進程權限
getsid 獲取會晤標識號
setsid 設置會晤標識號
二、文件系統(tǒng)控制
1、文件讀寫操作察絕
fcntl 文件控制
open 打開文件
creat 創(chuàng)建新文件
close 關閉文件描述字
read 讀文件
write 寫文件
readv 從文件讀入數(shù)據(jù)到緩沖數(shù)組中
writev 將緩沖數(shù)組里的數(shù)據(jù)寫入文件
pread 對文件隨機讀
pwrite 對文件隨機寫
lseek 移動文件指針
_llseek 在64位地址空間里移動文件指針
dup 復制已打開的文件描述字
dup2 按指定條件復制文件描述字
flock 文件加/解鎖
poll I/O多路轉換
truncate 截斷文件
ftruncate 參見truncate
umask 設置文件權限掩碼
fsync 把文件在內存中的部分寫回磁盤
2、文件系統(tǒng)操作
access 確定文件的可存取性
chdir 改變當前工作目錄
fchdir 參見chdir
chmod 改變文件方式
fchmod 參見chmod
chown 改變文件的屬主或用戶組
fchown 參見chown
lchown 參見chown
chroot 改變根目錄
stat 取文件狀態(tài)信息
lstat 參見stat
fstat 參見stat
statfs 取文件系統(tǒng)信息
fstatfs 參見statfs
readdir 讀取目錄項
getdents 讀取目錄項
mkdir 創(chuàng)建目錄
mknod 創(chuàng)建索引節(jié)點
rmdir 刪除目錄
rename 文件改名
link 創(chuàng)建鏈接
symlink 創(chuàng)建符號鏈接
unlink 刪除鏈接
readlink 讀符號鏈接的值
mount 安裝文件系統(tǒng)
umount 卸下文件系統(tǒng)
ustat 取文件系統(tǒng)信息
utime 改變文件的訪問修改時間
utimes 參見utime
quotactl 控制磁盤配額
三、系統(tǒng)控制
ioctl I/O總控制函數(shù)
_sysctl 讀/寫系統(tǒng)參數(shù)
acct 啟用或禁止進程記賬
getrlimit 獲取系統(tǒng)資源上限
setrlimit 設置系統(tǒng)資源上限
getrusage 獲取系統(tǒng)資源使用情況
uselib 選擇要使用的二進制函數(shù)庫
ioperm 設置端口I/O權限
iopl 改變進程I/O權限級別
outb 低級端口操作
reboot 重新啟動
swapon 打開交換文件和設備
swapoff 關閉交換文件和設備
bdflush 控制bdflush守護進程
sysfs 取核心支持的文件系統(tǒng)類型
sysinfo 取得系統(tǒng)信息
adjtimex 調整系統(tǒng)時鐘
alarm 設置進程的鬧鐘
getitimer 獲取計時器值
setitimer 設置計時器值
gettimeofday 取時間和時區(qū)
settimeofday 設置時間和時區(qū)
stime 設置系統(tǒng)日期和時間
time 取得系統(tǒng)時間
times 取進程運行時間
uname 獲取當前UNIX系統(tǒng)的名稱、版本和主機等信息
vhangup 掛起當前終端
nfsservctl 對NFS守護進程進行控制
vm86 進入模擬8086模式
create_module 創(chuàng)建可裝載的模塊項
delete_module 刪除可裝載的模塊項
init_module 初始化模塊
query_module 查詢模塊信息
*get_kernel_syms 取得核心符號,已被query_module代替
四、內存管理
brk 改變數(shù)據(jù)段空間的分配
rk 參見brk
mlock 內存頁面加鎖
munlock 內存頁面解鎖
mlockall 調用進程所有內存頁面加鎖
munlockall 調用進程所有內存頁面解鎖
mmap 映射虛擬內存頁
munmap 去除內存頁映射
mremap 重新映射虛擬內存地址
msync 將映射內存中的數(shù)據(jù)寫回磁盤
mprotect 設置內存映像保護
getpagesize 獲取頁面大小
sync 將內存緩沖區(qū)數(shù)據(jù)寫回硬盤
cacheflush 將指定緩沖區(qū)中的內容寫回磁盤
五、網(wǎng)絡管理
getdomainname 取域名
setdomainname 設置域名
gethostid 獲取主機標識號
sethostid 設置主機標識號
gethostname 獲取本主機名稱
sethostname 設置主機名稱
六、socket控制
socketcall socket系統(tǒng)調用
socket 建立socket
bind 綁定socket到端口
connect 連接遠程主機
accept 響應socket連接請求
send 通過socket發(fā)送信息
sendto 發(fā)送UDP信息
sendmsg 參見send
recv 通過socket接收信息
recvfrom 接收UDP信息
recvmsg 參見recv
listen 監(jiān)聽socket端口
select 對多路同步I/O進行輪詢
shutdown 關閉socket上的連接
getsockname 取得本地socket名字
getpeername 獲取通信對方的socket名字
getsockopt 取端口設置
setsockopt 設置端口參數(shù)
sendfile 在文件或端口間傳輸數(shù)據(jù)
socketpair 創(chuàng)建一對已聯(lián)接的無名socket
七、用戶管理
getuid 獲取用戶標識號
setuid 設置用戶標志號
getgid 獲取組標識號
setgid 設置組標志號
getegid 獲取有效組標識號
setegid 設置有效組標識號
geteuid 獲取有效用戶標識號
seteuid 設置有效用戶標識號
setregid 分別設置真實和有效的的組標識號
setreuid 分別設置真實和有效的用戶標識號
getresgid 分別獲取真實的,有效的和保存過的組標識號
setresgid 分別設置真實的,有效的和保存過的組標識號
getresuid 分別獲取真實的,有效的和保存過的用戶標識號
setresuid 分別設置真實的,有效的和保存過的用戶標識號
setfsgid 設置文件系統(tǒng)檢查時使用的組標識號
setfsuid 設置文件系統(tǒng)檢查時使用的用戶標識號
getgroups 獲取后補組標志清單
setgroups 設置后補組標志清單
八、進程間通信
ipc 進程間通信總控制調用
1、信號
sigaction 設置對指定信號的處理方法
sigprocmask 根據(jù)參數(shù)對信號集中的信號執(zhí)行阻塞/解除阻塞等操作
sigpending 為指定的被阻塞信號設置隊列
sigsuspend 掛起進程等待特定信號
signal 參見signal
kill 向進程或進程組發(fā)信號
*sigblock 向被阻塞信號掩碼中添加信號,已被sigprocmask代替
*siggetmask 取得現(xiàn)有阻塞信號掩碼,已被sigprocmask代替
*sigsetmask 用給定信號掩碼替換現(xiàn)有阻塞信號掩碼,已被sigprocmask代替
*sigmask 將給定的信號轉化為掩碼,已被sigprocmask代替
*sigpause 作用同sigsuspend,已被sigsuspend代替
sigvec 為兼容BSD而設的信號處理函數(shù),作用類似sigaction
ssetmask ANSI C的信號處理函數(shù),作用類似sigaction
2、消息
msgctl 消息控制操作
msgget 獲取消息隊列
msgsnd 發(fā)消息
msgrcv 取消息
3、管道
pipe 創(chuàng)建管道
4、信號量
semctl 信號量控制
semget 獲取一組信號量
semop 信號量操作
5、共享內存
shmctl 控制共享內存
shmget 獲取共享內存
shmat 連接共享內存
shmdt 拆卸共享內存
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名稱欄目：LinuxMlock：提高應用程序內存性能的關鍵技巧(linuxmlock)
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