Linux内存管理（基础概念）
翻译自：https://perfetto.dev/docs/case-studies/memory#heapprofd
想看一下项目在真机上的表现，所以工作之余用了Perfetto来做项目的性能测试。阅读官方文档的时候发现了这一章节介绍了Linux内存管理的一些基础概念，所以就简单翻译了一下。
从内核的角度，内存被划分为等大小4KiB的块，这些块被称为页（pages）。
这些页被组织于连续的虚拟空间中，此空间称为VMA（Virtual Memory Area）。
当一个进程通过 mmap()
系统调用请求内存时，VMA就会被创建。一般情况下，应用不会直接调用mmap()，而是通过内存分配器间接调用，像是
C 的 malloc(), C++ 的 operator new() 或是 Java
的 new X() 等等。
VMA可以被分为两种类型：文件后备页（file-backed）与匿名页（anonymous）。
文件后备页（File-backed VMAs）
文件在内存中的一种视图。它们可以通过将文件描述符传入mmap()来获得。内核会通过传入的文件来处理VMA上发生的缺页错误，所以读VMA上的指针，就和对文件进行
read() 操作是等价的了。当执行新的进程，加载动态链接库，安卓框架加载.dex
库和APK中的资源文件时，文件后备页都会被访问。
匿名页（Anonymous VMAs）
不被任何文件备用的内存空间。内存分配器就是通过这种方式从内核请求动态内存的。匿名页可以通过调用
mmap(… MAP_ANONYMOUS …) 来获取。
当应用试图对VMA进行读写操作时，物理内存只会被以页的粒度（granularity）进行分配。设想你在页上分配了32MiB的大小，但只对其中的一个字节做了读写操作，那么你的进程实际上只会增加4KiB的内存占用。虽然你的进程确实增加了32MiB的虚拟没存，但它的常驻（resident）物理内存只会增加4KiB。
当优化程序的内存使用时，我们一般着眼于减少它们在物理内存中的占用（footprint）。因为在现代的设备平台上，过高的虚拟内存占用一般不需要我们过分关注（除非过多的占用导致虚拟地址空间不足，这在64位系统上是很难发生的）。
我们将一个进程驻留在物理内存上的内存称为它的RSS（Resident Set Size常驻集大小）。尽管如此，常驻内存也存在着不同。
从内存消耗的角度来看，在VMA中独立的页可能存在以下状态：
- Resident：此页被映射到物理内存页上。常驻页可能有以下两种状态：
- Clean（仅对文件后备页）：页上的内容与硬盘（外存，on-disk）上的内容一致。当内存压力大时，内核可以更轻易地移除clean状态的页。因为当需要这些页时，内核只要读取它们相应的文件，就能重建它们的内容。
- Dirty：页上的内容与硬盘上的内容不同，或者（更常见的情况）此页没有硬盘上的备份（匿名页）。dirty状态的页不能够被移除，因为这将导致数据丢失。不过它们可以被移出到硬盘，或者ZRAM上。
- Swapped：脏页能够被写入到硬盘上的swap文件（大多数linux桌面发布版），或者进行压缩（在安卓和CrOs上通过ZRAM进行）。此页会保持swapped状态，直到虚拟地址的缺页错误发生，这时候，此页会重新被带回主存。
- Not present：此页从未发生缺页错误，且此页为clean状态，稍后将被移除。
一般来说减少dirty内存的占用量是更重要的，因为它们不能像clean内存那样被回收重用。在安卓设备上，即时它被转移到ZRAM，它仍然会占用（吃掉）部分的系统内存。所以在
dumpsys meminfo 的例子中，我们会格外关注 Private
Dirty。
Shared
内存能被映射到多个进程中。这意味着不同进程的VMA可能会指向同一块物理内存。一个常见的例子是通用库（举例
libc.so，framwork.dex）的文件后备内存，或者更罕见的一个例子是，一个进程执行了
fork()，而子进程继承了来自它的 dirty 内存。
这就引入了PSS（Proportional Set Size 比例分配集大小，Proportional 等比分配的）的概念。在PSS中，多个进程占用的Resident状态内存会被等比地进行分配。如果我们将4KiB页映射到四个进程，那么每个进程的PSS仅会新增1KiB。
回顾
- 动态分配的内存，像是通过 C的
malloc(), C++的operator new()或者 Java的new X()进行分配内存总是 匿名 且 dirty 的，除非它从未被使用过。 - 如果内存在一段时间内没有被读写，为了减轻内存压力，它会被换出到ZRAM上并且进入到swapped状态。
- Resident（且dirty）或是swapped状态的匿名内存总是耗费资源的，如无必要，需要尽可能避免。
- 来自代码（java代码，原生代码）的文件映射内存，库以及资源文件几乎总是clean状态。Clean状态的内存一样会带来系统内存开销，但通常应用开发者对它没有太大控制权。