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举个栗子：我的笔记本电脑内存就是 16GB，也是 内存容量，指的是 物理内存。
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物理内存也称为主存，大多数计算机用的主存都是 动态随机访问内存（
DRAM） 。 -
只有 内核态 才可以直接访问物理内存。
问题：为什么只有 内核态 才能直接访问 物理内存？
回答：区分为用户态和内核态，主要目的为了 保护系统程序。
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内核态（
Kernal Mode）： 用户空间中的代码使用和一个局部的内存空间。 -
用户态（
User Mode）： 内核空间中的代码可以访问所有内存。
问题：用户进程要访问内存时，该怎么办呢？
回答：
Linux内核给每个进程都提供了一个独立的虚拟地址空间，并且这个地址空间是连续的。这样，进程就可以很方便地访问内存，更确切地说是访问 虚拟内存。
- 在用户程序中，凡是与资源有关的操作（ 存储分配、进行
I/O传输以及管理文件等），都必须通过系统调用方式操作系统提出服务请求，并由操作系统代为完成。 - 系统通过 硬件中断机制 进入内核态。
虚拟内存（virtual memory） ：将用户逻辑内存与物理内存分开。
为什么需要虚拟内存？
可以在现有物理内存有限的情况下，为程序员提供了巨大的虚拟内存。
虚拟内存使编程更加容易，因为程序员不再需要担心可用的有限物理内存空间，只需要关注所要解决的问题。
Tips：由于进程的虚拟地址空间比物理内存大很多，Linux还提供了一系列的机制，应对内存不足的问题，比如缓存的回收、交换分区Swap以及OOM等。
# 来看下进程的 虚拟内存 与 实际使用内存对比：
$ top
...
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND
9481 donald 20 0 1.181t 2.384g 119996 R 5.6 15.3 16:04.50 chrome
# VIRT ：是进程虚拟内存的大小，只要是进程申请过的内存，即便还没有真正分配物理内存，也会计算在内。
# RES ： 进程实际使用的物理内存大小，但不包括 Swap 和共享内存。
# 发现 VIRT 是 1.181t，而 RES 才 2.384g，申请的虚拟内存空间远远大于实际所申请的物理内存
由上图可知：普通进程看到的是内核提供的虚拟内存，这些虚拟内存还需要通过页表，由系统映射为物理内存。
当进程通过
malloc()或者mmap()申请内存后，内存并不会立即分配，而是在首次访问时，才通过 缺页异常 陷入内核中分配内存。
进程虚拟地址空间是通过 Paging（分页）这种方式来映射为物理内存，分页过程：
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CPU将要请求的虚拟地址传给MMU（Memory Management Unit, 内存管理单元） -
MMU先在高速缓存TLB（Translation Lookaside Buffer， 页表缓存）中查找转换关系- 如果找到相应的物理地址，则直接访问
- 如果找不到，则在地址转换表（
Page Table）里查找计算
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最后，进程访问的虚拟地址就对应到实际的物理地址。
虚拟内存空间
虚拟地址空间的内部又被分为 内核空间 和 用户空间 两部分，不同字长（也就是单个 CPU 指令可以处理数据的最大长度）的处理器，地址空间的范围也不同。
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内核空间（
Kernal Space） ：这个空间只有内核程序可以访问。 -
用户空间（
User Space） ：这部分内存专门给应用程序使用。
比如最常见的 32 位和 64 位系统，如下所示：
- 32位系统：内核空间占 1G，用户空间占 3G。
- 64位系统：内核空间和用户空间均占 128T，剩下中间部分未定义。
虚拟内存空间的分布情况：以 32位系统为例
- 只读段：包括代码和常量等。数据段，包括全局变量等。
- 堆：包括动态分配的内存，从低地址开始向上增长。
- 文件映射段：包括动态库、共享内存等，从高地址开始向下增长。
- 栈：包括局部变量和函数调用的上下文等。栈的大小是固定的，一般是 8 MB。
