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法律研究查找最佳页面大小
操作系统有一个称为最佳页面大小的概念，它受许多变量的影响，例如系统架构、可用的物理内存量以及正在运行的应用程序的工作负载。
步骤/方法
可以使用以下步骤来查找理想的页面大小
步骤 1：确定系统的架构：不同的 CPU 架构支持不同的页面大小。例如，x86 CPU 通常提供 4KB 的页面大小，而 ARM CPU 支持 4KB、16KB 或 64KB 的页面大小。
步骤 2：计算物理内存容量：理想的页面大小取决于物理内存容量。较大的页面大小可以通过减少所需的页表条目来提高性能，但如果页面仅部分使用，也会增加内存浪费的可能性。如果机器拥有大量的物理内存，则较大的页面大小可能更合适。
步骤 3：检查应用程序工作负载：这很重要，因为它会影响网站的大小。例如，如果工作负载包含许多小的内存分配，则较小的页面大小可能更合适。另一方面，如果工作负载需要大的内存分配或处理大型文件，则较大的页面大小可能更合适。
步骤 4：检查不同的尺寸：在了解系统架构、物理内存量和应用程序工作负载后，尝试不同的页面大小以找到最佳大小。在许多操作系统上，您可以设置页面大小，因此您可以尝试不同的值并衡量系统速度以确定哪个页面大小最有效。
步骤 5：监控系统性能：设置页面大小后，应监控系统性能以确保它满足您的要求。如果您发现性能问题，则可能需要调整页面大小或调查其他系统参数以提高性能。
以下是计算系统最佳页面大小的一些示例场景
场景 1
一个系统具有 8GB 的物理内存和涉及许多小型内存分配的工作负载。我们可以使用以下公式计算最佳页面大小
Page size = sqrt(2 x Physical memory / Number of page table entries)
在此示例中，让我们假设我们有 4KB 的页表条目。代入值后，我们得到
Page size = sqrt(2 x 8GB / (8 x 1024 x 1024 x 1024 / 4KB))
= sqrt(17179869184 / 2097152)
= sqrt(8192)
= 90.51 bytes
在这种情况下，最佳页面大小将是 4KB，因为它是最接近 90.51 字节的标准页面大小。
场景 2
一个系统具有 16GB 的物理内存和涉及处理大型文件的工作负载。我们可以使用以下公式计算最佳页面大小
Page size = (Physical memory / Number of page table entries) / 2
让我们假设我们有 2MB 的页表条目。代入值后，我们得到
Page size = (16GB / (16 x 1024 x 1024 x 1024 / 2MB)) / 2
= (16GB / 8192) / 2
= 2MB
在这种情况下，最佳页面大小将是 2MB，因为它与页表条目大小相同，并且适合处理大型文件。
场景 3
一个系统具有 4GB 的物理内存和涉及混合的小型和大型内存分配的工作负载。我们可以使用以下公式计算最佳页面大小
Page size = sqrt(2 x Physical memory x Average allocation size / Number of page table entries)
让我们假设我们有 4KB 的页表条目和 2KB 的平均分配大小。代入值后，我们得到
Page size = sqrt(2 x 4GB x 2KB / (4 x 1024 x 1024 x 1024 / 4KB))
= sqrt(8589934592 / 1048576)
= sqrt(8192)
= 90.51 bytes
在这种情况下，最佳页面大小将是 4KB，因为它是最接近 90.51 字节的标准页面大小，并且适合混合的小型和大型内存分配。
伪代码
以下是查找最佳页面大小的伪代码
// Set default values
page_sizes = [4KB, 8KB, 16KB, 32KB, 64KB]
physical_memory = get_physical_memory()
average_allocation_size = get_average_allocation_size()
number_of_page_table_entries = get_number_of_page_table_entries()
// Calculate optimal page size for each page size
for page_size in page_sizes:
page_table_entry_size = page_size / 4KB // Assume 4KB page table entries
optimal_page_size = sqrt(2 * physical_memory * average_allocation_size / (number_of_page_table_entries * page_table_entry_size))
print("Optimal page size for", page_size, "is", optimal_page_size, "bytes")
// Choose the page size with the lowest optimal page size
min_optimal_page_size = float('inf')
for page_size, optimal_page_size in optimal_page_sizes.items():
if optimal_page_size < min_optimal_page_size:
min_optimal_page_size = optimal_page_size
chosen_page_size = page_size
print("Chosen page size is", chosen_page_size)
注意：您可能需要根据您的具体需求和系统要求对其进行修改。
Java 实现
这是一个查找最佳页面大小的 Java 实现示例
示例
import java.lang.Math;
public class OptimalPageSize {
public static void main(String[] args) {
// Set default values
int[] pageSizes = {4096, 8192, 16384, 32768, 65536};
long physicalMemory = getPhysicalMemory();
int averageAllocationSize = getAverageAllocationSize();
int numberOfPageTableEntries = getNumberOfPageTableEntries();
// Calculate optimal page size for each page size
double[] optimalPageSizes = new double[pageSizes.length];
for (int i = 0; i < pageSizes.length; i++) {
int pageSize = pageSizes[i];
int pageTableEntrySize = pageSize / 4096; // Assume 4KB page table entries
double optimalPageSize = Math.sqrt(2 * physicalMemory * averageAllocationSize / (numberOfPageTableEntries * pageTableEntrySize));
optimalPageSizes[i] = optimalPageSize;
System.out.println("Optimal page size for " + pageSize + " is " + optimalPageSize + " bytes");
}
// Choose the page size with the lowest optimal page size
double minOptimalPageSize = Double.POSITIVE_INFINITY;
int chosenPageSize = 0;
for (int i = 0; i < pageSizes.length; i++) {
if (optimalPageSizes[i] < minOptimalPageSize) {
minOptimalPageSize = optimalPageSizes[i];
chosenPageSize = pageSizes[i];
}
}
System.out.println("Chosen page size is " + chosenPageSize);
}
private static long getPhysicalMemory() {
// Implementation for getting physical memory goes here
return Runtime.getRuntime().totalMemory();
}
private static int getAverageAllocationSize() {
// Implementation for getting average allocation size goes here
return 2048; // 2 KB
}
private static int getNumberOfPageTableEntries() {
// Implementation for getting number of page table entries goes here
return 524288; // 2 GB / 4 KB
}
}
输出
Optimal page size for 4096 is 1453.80053652487 bytes Optimal page size for 8192 is 1027.9922178693766 bytes Optimal page size for 16384 is 726.900268262435 bytes Optimal page size for 32768 is 513.9961089346883 bytes Optimal page size for 65536 is 363.4501341312175 bytes Chosen page size is 65536
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