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内存存储方案哪个会产生碎片

发布时间: 2022-06-06 01:05:26

① 数据结构中的“顺序存储结构”为什么会有碎片产生碎片是如何产生的为什么链式存储结构没有碎片

顺序存储如“数组”、“文件”等,一旦你要删除元素,就会产生碎片,
产生的原因,是删除留下空洞,要往前搬家才能消除碎片,而元素移动
会消耗时间。
链式存储是指针相联,删除元素只要改变指针指向,不会留下碎片。

② 什么是内存碎片怎么解决碎片问题

内存碎片就是电脑的储存里面有各种文件数据的没用文件 可以删除

③ 内存碎片的减少内存碎片

内存碎片是因为在分配一个内存块后,使之空闲,但不将空闲内存归还给最大内存块而产生的。最后这一步很关键。如果内存分配程序是有效的,就不能阻止系统分配内存块并使之空闲。即使一个内存分配程序不能保证返回的内存能与最大内存块相连接(这种方法可以彻底避免内存碎片问题),但你可以设法控制并限制内存碎片。所有这些作法涉及到内存块的分割。每当系统减少被分割内存块的数量,确保被分割内存块尽可能大时,你就会有所改进。
这样做的目的是尽可能多次反复使用内存块,而不要每次都对内存块进行分割,以正好符合请求的存储量。分割内存块会产生大量的小内存碎片,犹如一堆散沙。以后很难把这些散沙与其余内存结合起来。比较好的办法是让每个内存块中都留有一些未用的字节。留有多少字节应看系统要在多大程度上避免内存碎片。对小型系统来说,增加几个字节的内部碎片是朝正确方向迈出的一步。当系统请求1字节内存时,你分配的存储量取决于系统的工作状态。
如果系统分配的内存存储量的主要部分是 1 ~ 16 字节,则为小内存也分配 16 字节是明智的。只要限制可以分配的最大内存块,你就能够获得较大的节约效果。但是,这种方法的缺点是,系统会不断地尝试分配大于极限的内存块,这使系统可能会停止工作。减少最大和最小内存块存储量之间内存存储量的数量也是有用的。采用按对数增大的内存块存储量可以避免大量的碎片。例如,每个存储量可能都比前一个存储量大 20%。在嵌入式系统中采用“一种存储量符合所有需要”对于嵌入式系统中的内存分配程序来说可能是不切实际的。这种方法从内部碎片来看是代价极高的,但系统可以彻底避免外部碎片,达到支持的最大存储量。
将相邻空闲内存块连接起来是一种可以显着减少内存碎片的技术。如果没有这一方法,某些分配算法(如最先适合算法)将根本无法工作。然而,效果是有限的,将邻近内存块连接起来只能缓解由于分配算法引起的问题,而无法解决根本问题。而且,当内存块存储量有限时,相邻内存块连接可能很难实现。
有些内存分配器很先进,可以在运行时收集有关某个系统的分配习惯的统计数据,然后,按存储量将所有的内存分配进行分类,例如分为小、中和大三类。系统将每次分配指向被管理内存的一个区域,因为该区域包括这样的内存块存储量。较小存储量是根据较大存储量分配的。这种方案是最先适合算法和一组有限的固定存储量算法的一种有趣的混合,但不是实时的。
有效地利用暂时的局限性通常是很困难的,但值得一提的是,在内存中暂时扩展共处一地的分配程序更容易产生内存碎片。尽管其它技术可以减轻这一问题,但限制不同存储量内存块的数目仍是减少内存碎片的主要方法。
现代软件环境业已实现各种避免内存碎片的工具。例如,专为分布式高可用性容错系统开发的 OSE 实时操作系统可提供三种运行时内存分配程序:内核 alloc(),它根据系统或内存块池来分配;堆 malloc(),根据程序堆来分配; OSE 内存管理程序 alloc_region,它根据内存管理程序内存来分配。
从 许多方面来看,Alloc就是终极内存分配程序。它产生的内存碎片很少,速度很快,并有判定功能。你可以调整甚至去掉内存碎片。只是在分配一个存储量后,使之空闲,但不再分配时,才会产生外部碎片。内部碎片会不断产生,但对某个给定的系统和八种存储量来说是恒定不变的。
Alloc 是一种有八个自由表的固定存储量内存分配程序的实现方法。系统程序员可以对每一种存储量进行配置,并可决定采用更少的存储量来进一步减少碎片。除开始时以外,分配内存块和使内存块空闲都是恒定时间操作。首先,系统必须对请求的存储量四舍五入到下一个可用存储量。就八种存储量而言,这一目标可用三个 如果 语句来实现。其次,系统总是在八个自由表的表头插入或删除内存块。开始时,分配未使用的内存要多花几个周期的时间,但速度仍然极快,而且所花时间恒定不变。
堆 malloc() 的内存开销(8 ~ 16 字节/分配)比 alloc小,所以你可以停用内存的专用权。malloc() 分配程序平均来讲是相当快的。它的内部碎片比alloc()少,但外部碎片则比alloc()多。它有一个最大分配存储量,但对大多数系统来说,这一极限值足够大。可选的共享所有权与低开销使 malloc() 适用于有许多小型对象和共享对象的 C++ 应用程序。堆是一种具有内部堆数据结构的伙伴系统的实现方法。在 OSE 中,有 28 个不同的存储量可供使用,每种存储量都是前两种存储量之和,于是形成一个斐波那契(Fibonacci)序列。实际内存块存储量为序列数乘以 16 字节,其中包括分配程序开销或者 8 字节/分配(在文件和行信息启用的情况下为 16 字节)。
当你很少需要大块内存时,则OSE内存管理程序最适用。典型的系统要把存储空间分配给整个系统、堆或库。在有 MMU 的系统中,有些实现方法使用 MMU 的转换功能来显着降低甚至消除内存碎片。在其他情况下,OSE 内存管理程序会产生非常多的碎片。它没有最大分配存储量,而且是一种最先适合内存分配程序的实现方法。内存分配被四舍五入到页面的偶数——典型值是 4 k 字节。

④ 分区存储管理中的碎片是怎样形成的

在磁盘分区中,文件会被分散保存到磁盘的不同地方,而不是连续地保存在磁盘连续的簇中。又因为在文件操作过程中,Windows系统可能会调用虚拟内存来同步管理程序,这样就会导致各个程序对硬盘频繁读写,从而产生磁盘碎片。

⑤ 什么是内部碎片什么是外部碎片各种存储管理中都可能产生何种碎片

1.内部碎片:

当一个进程装入到固定大小的分区块(比如页)时,假如进程所需空间小于分区块,则分区块的剩余的空间将无法被系统使用,称为内部碎片。

2.外部碎片:

指的是还没有被分配出去(不属于任何进程),但由于太小了无法分配给申请内存空间的新进程的内存空闲区域。

3.存储管理中都可能产生的碎片:

除了内部碎片和外部碎片,在“分页存储”中,可能产生“页内碎片”,页内碎片是由于进程的最后一页经常装不满一块而形成了不可利用的碎片。

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在数据存储领域中,碎片(fragmentation)是指存储空间使用效率低下,结果导致功能、运行效率变低或二者兼而有之的现象。碎片化所造成的影响取决于具体的存储系统以及碎片化的种类。

大部分情况下,碎片化都会导致都会导致存储空间的浪费,此时“碎片”一词亦可指代闲置的空间本身。对于其他的一些系统来说(比如FAT文件系统),数据量一定的前提下,用于存储数据所占的存储空间是一定的,和碎片化的程度无关。

⑥ 磁盘碎片是怎么产生的

1、当应用程序所需的物理内存不足时,一般操作系统会在硬盘中产生临时交换文件,用该文件所占用的硬盘空间虚拟成内存。虚拟内存管理程序会对硬盘频繁读写,产生大量的碎片。

2、当中间的一个簇(由扇区组成)内容被删除后,新写入一个较小的文件,这样在这个文件两边就会出现一些空间,这时候再写入一个文件,两段空间的任意一部分都不能容纳该文件,这时候就需要将文件分割成两个部分,磁盘碎片再次产生。

3、下载是产生碎片的一个重要源头。如下载的视频文件会被迫分割成若干个碎片存储于硬盘中。还有就是经常删除、添加文件,这时候如果文件空间不够大,就会产生大量的磁盘碎片,随着文件的删改频繁,这种情况会日益严重。

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清理磁盘碎片的准备工作

1、垃圾清理

系统工作一段时间后,垃圾文件就会非常之多,有程序安装时产生的临时文件、上网时留下的缓存文件、删除软件时剩下的DLL文件或强行关机时产生的错误文件等,建议使用微软的“磁盘清理程序”代劳,也可以使用一些功能更强的软件或手工清理。

2、检查并修复硬盘中的错误

使用微软的“磁盘扫描程序”检查,经过这个程序对磁盘完整而详细的扫描后,能修复系统中的绝大多数错误。

3、整理磁盘碎片的时候,要关闭其他所有的应用程序,包括屏幕保护程序,最好将虚拟内存的大小设置为固定值。不要对磁盘进行读写操作,一旦Disk Defragment发现磁盘的文件有改变,它将重新开始整理。

数据库存储空间中碎片产生的原因 及如何回收碎片

以MySQL为例,碎片的存在十分影响性能

MySQL 的碎片是 MySQL 运维过程中比较常见的问题,碎片的存在十分影响数据库的性能,本文将对 MySQL 碎片进行一次讲解。


判断方法:

MySQL 的碎片是否产生,通过查看

show table status from table_nameG;

这个命令中 Data_free 字段,如果该字段不为 0,则产生了数据碎片。


产生的原因:

1. 经常进行 delete 操作

经常进行 delete 操作,产生空白空间,如果进行新的插入操作,MySQL将尝试利用这些留空的区域,但仍然无法将其彻底占用,久而久之就产生了碎片;


演示:

创建一张表,往里面插入数据,进行一个带有 where 条件或者 limit 的 delete 操作,删除前后对比一下 Data_free 的变化。

删除前:

Data_free 不为 0,说明有碎片;


2. update 更新

update 更新可变长度的字段(例如 varchar 类型),将长的字符串更新成短的。之前存储的内容长,后来存储是短的,即使后来插入新数据,那么有一些空白区域还是没能有效利用的。

演示:

创建一张表,往里面插入一条数据,进行一个 update 操作,前后对比一下 Data_free 的变化。

CREATE TABLE `t1` ( `k` varchar(3000) DEFAULT NULL ) ENGINE=MyISAM DEFAULT CHARSET=utf8;

更新语句:update t1 set k='aaa';

更新前长度:223 Data_free:0

更新后长度:3 Data_free:204

Data_free 不为 0,说明有碎片;


产生影响:

1. 由于碎片空间是不连续的,导致这些空间不能充分被利用;

2. 由于碎片的存在,导致数据库的磁盘 I/O 操作变成离散随机读写,加重了磁盘 I/O 的负担。


清理办法:

  • MyISAM:optimize table 表名;(OPTIMIZE 可以整理数据文件,并重排索引)

  • Innodb:

  • 1. ALTER TABLE tablename ENGINE=InnoDB;(重建表存储引擎,重新组织数据)

    2. 进行一次数据的导入导出

    碎片清理的性能对比:

    引用我之前一个生产库的数据,对比一下清理前后的差异。

    SQL执行速度:

  • select count(*) from test.twitter_11;

  • 修改前:1 row in set (7.37 sec)

    修改后:1 row in set (1.28 sec)

    结论:

    通过对比,可以看到碎片清理前后,节省了很多空间,SQL执行效率更快。所以,在日常运维工作中,应对碎片进行定期清理,保证数据库有稳定的性能。

⑧ 在存储管理技术中,可变式分区分配方式产生什么碎片

打个比方,把一个100M的空间里,装10个10M的文间。就相当于把这个空间分成10份,每一份里装一个文件在电脑应用中,这10个文件分10次删掉了,然后每一份里分别装入了一个9M的文件。这样10份里每份还有1M的空间,整个空间共10M的空间里了,这个时候这个空间又被装入一个10M的文件。那么最后的这个文件就被分成了10份,每份1M。这样,这个文件就是零碎的。称为碎片由于这个文件被分成了10份,放在10个不同的位置那么硬盘在读取这个文件时,磁头要寻找10个不同的地方,分10次来读取,大大的增加了读取时间。因此碎片整理就是将这些零散的文件重新分配位置,将它们移到一块这样硬盘就可以读取连续的文件,以提高读取速度。