标签： page

发布于

什么是 ‘Cold Data’ 回收：内核如何判断哪些 Page Cache 已经很久没被访问并将其踢出内存？

‘Cold Data’ 回收：Linux 内核如何判断哪些 Page Cache 已经很久没被访问并将其踢出内存？ 各位技术同仁、编程爱好者，大家好！ 今天，我们将深入探讨一个对系统性能至关重要的主题：Linux 内核如何智能地管理其 Page Cache，识别并回收那些“冷”数据。在操作系统中，内存是宝贵的资源，Page Cache 作为文件系统 I/O 性能优化的核心，其高效管理直接决定了应用程序的响应速度和整体系统吞吐量。当内存资源紧张时，内核必须做出艰难的决策：哪些数据应该保留在内存中以供未来快速访问，哪些数据可以被安全地“踢出”内存，为更活跃的数据腾出空间？这个决策过程，正是我们今天要聚焦的“冷数据回收”机制。 1. 引言：什么是 ‘Cold Data’ 回收？ 在 Linux 系统中，当我们谈论“冷数据回收”，我们主要指的是内核对 Page Cache 中不再被频繁访问的页面进行识别、清理并最终释放内存的过程。Page Cache 是内核用来缓存文件数据和元数据的内存区域，旨在减少对慢速磁盘的访问。想象一下，你正在编辑一个大文 …

继续阅读“什么是 ‘Cold Data’ 回收：内核如何判断哪些 Page Cache 已经很久没被访问并将其踢出内存？”

发布于

什么是 ‘Page Faults’ 的性能陷阱？解析 Minor Page Fault 与 Major Page Fault 的性能差异来源

大家好，欢迎来到今天的讲座。我是你们的编程专家，今天我们将深入探讨一个在高性能计算和系统编程领域中反复出现但又常被误解的现象——“Page Faults”，以及它如何悄无声息地成为我们程序的性能陷阱。特别是，我们将详细剖析“Minor Page Fault”和“Major Page Fault”这两种类型，理解它们各自的性能开销来源，并探讨如何诊断和优化。 引言：虚拟内存与物理内存的舞蹈 要理解Page Faults，我们首先要回顾一下现代操作系统中一个基石性的概念：虚拟内存。 在早期计算机中，程序直接访问物理内存。这带来了几个问题： 隔离性差：一个程序的错误可能轻易破坏另一个程序的数据或操作系统本身。 内存共享困难：多个程序共享同一段物理内存变得复杂且不安全。 内存扩展性受限：每个程序都必须完全加载到物理内存中才能运行，限制了可同时运行的程序数量和单个程序的大小。 地址空间不一致：不同程序可能需要相同的内存地址，导致冲突。 为了解决这些问题，虚拟内存应运而生。它为每个进程提供了一个独立的、连续的虚拟地址空间。这个虚拟地址空间通常远大于实际的物理内存，甚至可以超过整个系统的物理内存容量 …

继续阅读“什么是 ‘Page Faults’ 的性能陷阱？解析 Minor Page Fault 与 Major Page Fault 的性能差异来源”

发布于

什么是 ‘Kernel Page-table Isolation’ (KPTI)？解析内核如何通过隔离页表防御熔断（Meltdown）漏洞

各位同仁，下午好！ 今天，我们将深入探讨一个在现代处理器安全领域至关重要的技术：Kernel Page-table Isolation (KPTI)，也就是内核页表隔离。这项技术是为了应对一个被称为“熔断”（Meltdown）的严重硬件漏洞而诞生的。作为编程专家，我们不仅要理解它的表象，更要剖析其背后的原理、实现机制以及对系统性能的影响。 一、 引言：Meltdown的幽灵与KPTI的诞生 在2018年初，一系列被称为“推测执行”（Speculative Execution）漏洞的发现震惊了整个计算机行业，其中最臭名昭著的便是“熔断”（Meltdown）和“幽灵”（Spectre）。这些漏洞揭示了现代高性能处理器为了提高效率而采用的某些微架构优化，可能在特定条件下，被恶意程序利用来窃取本应受到严格保护的敏感数据。 “熔断”（Meltdown，CVE-2017-5754）尤其令人不安，因为它允许用户空间的恶意程序直接读取内核空间的任意内存数据，包括密码、加密密钥等。这打破了操作系统最核心的安全屏障——用户空间与内核空间的隔离。 为了修补这个硬件层面的“逻辑错误”，软件层面必须介入。KPT …

继续阅读“什么是 ‘Kernel Page-table Isolation’ (KPTI)？解析内核如何通过隔离页表防御熔断（Meltdown）漏洞”

发布于

解析 ‘VFS Cache’ 的压力回收：当 Page Cache 占满内存时，内核如何决定先清理谁？

各位听众，下午好！ 今天，我们将深入探讨Linux内核中一个既复杂又至关重要的主题：内存压力下的VFS缓存回收机制。当系统内存紧张，特别是当Page Cache占据了大量内存时，内核如何做出精明的决策，以确定哪些内存页或缓存对象应该被优先清理，以维持系统的稳定性和性能？这不仅仅是一个技术细节，更是理解Linux文件系统性能瓶颈和调优的关键。 我们将以一位编程专家的视角，剖析其底层原理、关键数据结构和核心算法，并通过代码示例来具象化这些抽象概念。 引言：内存管理的挑战与VFS缓存的压力 操作系统的一个核心职责是有效地管理有限的物理内存资源。在Linux中，文件系统相关的缓存占据了内存的相当大一部分，它们对于提升I/O性能至关重要。这些缓存主要分为两类： Page Cache（页缓存）：这是最主要的文件数据缓存，存储着从磁盘读取的文件数据页以及即将写入磁盘的脏页。它的目的是减少对物理磁盘的访问，加速文件读写。 VFS元数据缓存：这包括了Dentry Cache（目录项缓存）和Inode Cache（索引节点缓存）。它们缓存了文件系统的结构信息： Dentry Cache (struct d …

继续阅读“解析 ‘VFS Cache’ 的压力回收：当 Page Cache 占满内存时，内核如何决定先清理谁？”

发布于

解析‘多级页表’（Multi-level Page Tables）：为什么 64 位系统需要 4 级甚至 5 级映射？

各位编程专家，同学们： 大家好！今天，我们将深入探讨计算机体系结构中一个至关重要的概念——多级页表（Multi-level Page Tables）。特别是，我们将聚焦于一个许多人感到困惑的问题：为什么在64位系统中，我们通常需要4级甚至5级的页表映射？作为编程专家，理解这一机制不仅能帮助我们更好地调试内存相关的问题，更能让我们在设计高性能系统时做出更明智的决策。 1. 虚拟内存与分页机制的基石 在深入多级页表之前，我们必须先回顾一下虚拟内存和分页机制的基础。现代操作系统都采用了虚拟内存技术，它为每个程序提供了一个独立的、连续的地址空间，称为虚拟地址空间。这个地址空间通常比实际的物理内存大得多，甚至在32位系统上可以达到4GB，在64位系统上更是高达16EB（Exabytes）。 为什么需要虚拟内存？ 隔离性： 每个进程都有自己的虚拟地址空间，进程之间无法直接访问彼此的内存，从而增强了系统的稳定性和安全性。一个进程的崩溃不会轻易影响其他进程。 抽象性： 程序员无需关心物理内存的布局和管理，只需操作虚拟地址。操作系统负责将虚拟地址映射到物理地址。 扩展性： 允许程序使用比物理内存更大的地 …

继续阅读“解析‘多级页表’（Multi-level Page Tables）：为什么 64 位系统需要 4 级甚至 5 级映射？”

发布于

E2E 测试中的 Page Object Model (POM) 设计模式

E2E 测试中的 Page Object Model (POM) 设计模式详解 大家好，欢迎来到今天的讲座。今天我们要深入探讨一个在端到端（End-to-End, E2E）自动化测试中非常核心的设计模式：Page Object Model（页面对象模型，简称 POM）。 无论你是刚接触自动化测试的新手，还是已经有一定经验的测试工程师，理解并正确使用 POM 模式都能显著提升你的测试代码质量、可维护性和可扩展性。我们将从基础概念讲起，逐步深入到实际应用、最佳实践，并通过真实代码示例演示如何构建一个健壮的 POM 架构。 一、什么是 Page Object Model？ Page Object Model 是一种面向对象的设计模式，用于组织和管理 Web 应用的 UI 自动化测试脚本。它的核心思想是： 将每个网页或页面组件抽象为一个类（Page Class），该类封装了页面上的元素定位和操作方法。 这样做的好处是： 测试逻辑与页面结构解耦； 当页面改动时，只需修改对应的 Page 类，无需重写所有测试用例； 提高代码复用率，减少冗余； 更容易维护和协作开发。 举个例子： 如果你要测试一个登 …

继续阅读“E2E 测试中的 Page Object Model (POM) 设计模式”

发布于

出血线与裁剪标记：利用 `@page` 标记框（Marks）进行专业印刷设置

出血线与裁剪标记：利用 @page 标记框（Marks）进行专业印刷设置 大家好，今天我们来深入探讨一个在专业印刷领域至关重要的概念：出血线和裁剪标记，以及如何利用 CSS 的 @page 规则中的 marks 属性来实现这些设置。 对于需要将网页内容高质量地印刷出来的场景，理解并正确设置出血线和裁剪标记是至关重要的。 1. 为什么需要出血线和裁剪标记？ 在印刷过程中，纸张的裁剪往往存在一定的物理误差。如果没有出血线，最终印刷品边缘可能会出现未覆盖颜色的白色边缘，影响美观。 出血线是指在设计稿件中，超出最终裁剪尺寸的一块额外区域，这部分区域的内容会延伸到裁切线之外。 这样，即使裁切时出现偏差，最终的印刷品边缘仍然会有颜色或图案覆盖，避免出现难看的白边。 裁剪标记（也称为裁切线）则是在印刷品上指示裁剪位置的线条。 印刷厂会根据这些标记进行裁剪，确保最终印刷品的尺寸符合要求。 简单来说： 出血线（Bleed）： 用于弥补裁剪误差，保证边缘颜色/图案完整。 裁剪标记（Crop Marks/Cut Marks）： 指示裁剪位置，便于精确裁剪。 2. 使用 CSS @page 规则控制印刷样式 …

继续阅读“出血线与裁剪标记：利用 `@page` 标记框（Marks）进行专业印刷设置”

发布于

CSS 命名页面：`page: chapter_name` 实现不同章节应用不同页眉页脚

CSS 命名页面：page: chapter_name 实现不同章节应用不同页眉页脚 大家好，今天我们来探讨一个在网页设计中非常实用的技巧：如何利用 CSS 的 page 选择器和自定义属性，结合不同的章节名称，来实现不同章节应用不同的页眉页脚。这个方法的核心在于，我们可以为每个章节的页面赋予一个特定的名称，然后通过 CSS 选择器来针对这些页面进行样式定制。这种方法不仅可以提高代码的可维护性，还能让我们的网页在视觉上更加清晰，方便用户阅读。 1. 理解 @page 规则 首先，我们需要了解 CSS 中的 @page 规则。@page 规则用于定义打印文档时页面的样式，包括页面大小、边距、页眉页脚等。它通常用于设置打印样式的布局，但我们也可以巧妙地利用它来影响屏幕显示，尤其是在一些特定的单页应用或者富文档展示场景中。 @page 规则的基本语法如下： @page { size: A4; /* 页面大小 */ margin: 2cm; /* 页面边距 */ /* 页眉 */ @top-left { content: “页眉左侧内容”; } @top-right { content: “页 …

继续阅读“CSS 命名页面：`page: chapter_name` 实现不同章节应用不同页眉页脚”

发布于

页面盒模型：`@page` 规则中的边距框（Margin Boxes）与生成内容

页面盒模型：@page 规则中的边距框（Margin Boxes）与生成内容 大家好，今天我们来深入探讨 CSS 页面盒模型中一个经常被忽略但功能强大的部分：@page 规则中的边距框（Margin Boxes）以及如何利用它们生成内容。 在 Web 开发中，我们通常关注的是网页在浏览器中的呈现。但是，CSS 也为打印媒体提供了强大的支持。@page 规则允许我们控制打印页面的布局和外观，而边距框是 @page 规则的核心组件，让我们可以在页面的边缘区域添加和控制内容。 1. 页面盒模型回顾 在深入边距框之前，我们先简单回顾一下 CSS 盒模型。标准的 CSS 盒模型包括以下几个部分： Content（内容区域）： 用于显示实际内容，例如文本、图像等。 Padding（内边距）： 内容区域周围的空白区域，位于内容区域和边框之间。 Border（边框）： 围绕内边距和内容区域的线条。 Margin（外边距）： 围绕边框的空白区域，用于与其他元素分隔。 @page 规则下的页面盒模型与此类似，但它是针对整个打印页面而言的。 2. @page 规则 @page 规则用于定义打印页面的样式。它 …

继续阅读“页面盒模型：`@page` 规则中的边距框（Margin Boxes）与生成内容”

发布于

大模型显存碎片的极致管理：基于Block的物理内存分配与Page-Locked Memory应用

大模型显存碎片的极致管理：基于Block的物理内存分配与Page-Locked Memory应用 大家好，今天我们来深入探讨大模型显存管理中一个至关重要的问题：显存碎片化，以及如何通过基于Block的物理内存分配和Page-Locked Memory技术来优化显存利用率，提升模型训练和推理的效率。 显存碎片化：大模型的性能瓶颈 随着大模型参数规模的不断增长，显存资源日益成为制约模型性能的关键因素。然而，即使拥有足够的总显存，模型仍然可能因为显存碎片化而无法运行。 什么是显存碎片化？ 显存碎片化指的是显存中存在大量小的、不连续的空闲内存块，这些空闲块虽然总和可能很大，但无法满足大模型的连续内存分配需求。 碎片化的原因: 动态内存分配与释放: 模型在训练和推理过程中，会频繁地分配和释放显存，例如创建临时变量、加载中间结果等。这些操作会导致显存中出现许多小的空洞。 不同生命周期的内存块: 不同变量和张量的生命周期不同，有些变量可能只在某个计算步骤中使用，而有些变量则需要贯穿整个训练过程。这种差异导致显存中空闲块的分布不均匀。 对齐要求: 为了提高内存访问效率，GPU通常要求内存块按照一定的粒 …

继续阅读“大模型显存碎片的极致管理：基于Block的物理内存分配与Page-Locked Memory应用”