深入SQL SERVER 2000的内存管理机制

备注：Ken Henderson 从开发者的角度来阐述了SQL SERVER 2000内存管理的内部机制

简介

在本专栏中，我们将从一个开发者的角度来探索SQL SERVER 的内存管理。因此我们将讨论服务器内存管理的API和操作系统的内存管理机制，他们是如何运行的? 以这种新颖的方式来探讨SQL SERVER内存管理，可以使开发人员明白其中的前因后果，精通一个产品,我们要了解它内部是如何运行和特定的用途。

我们首先开始的研究，它包括一些Windows内存管理的基本原理。和所有的32位的Windows程序一样，SQL SERVER也是使用Windows的内存管理机制来分配、释放和通用的内存管理资源。也就是说，SQLSERVER和其他Windows程序一样通过WIN32 API函数和操作系统提供的内存管理资源交互。

因为几乎所有的SQLSERVER内存分配都是使用虚拟内存(而不是堆的方式)，大部分的内存分配的代码分解到最后都是调有Win32的VirtualAllo 和VirtualFree API函数。SQL SERVER通过调用VirtualAllo函数来预留和提交虚拟内存，通过VirtualFree函数来释放内存。

虚拟内存和物理内存

在X86处理器的系列中，Windows提供所有的程序可以寻址4GB虚拟内存空间。所谓“虚拟”的意思是,这并不是传统意义上的内存，它仅仅是一段没有物理存储的隐式地址段。因为只有一个程序开始内存分配，才开始使用这些地址段和物理的分配存储空间。而且，这些物理的存储空间并不需要物理的内存（不完全），通常是磁盘空间。明确的说应该是在系统的虚拟页文件中。这就是为什么有许多程序（每个程序有4GB的虚拟内存空间）可以同时运行在只有128M的物理内存的机器上，就像每个程序自己分配真实的内存一样。Windows透明地控制从系统页文件拷贝和读取数据，因此程序可以在运行的机器上分配比物理内存更多的内存空间并且各种程序可以均等的访问该机器物理内存。

4GB的内存地址空间分为2块：用户内存空间和核心内存空间。默认每个容量为2G，你可以通过Windows NT 系列操作系统的BOOT.INI文件来改变默认空间的大小（比如：Windows NT,Windows 2000,Windows XP 和Windows Server 2003都是Windows NT 系列的产品，Windows 9x 和 Windows ME不是的）。

Figure 1. Windows partitions a process's virtual address space into the user mode (application) and kernel mode (operating system) partitions.

尽管每一个程序接受自己的虚拟内存空间，系统代码和设备驱动代码共享一个单独私有的虚拟地址空间。每个虚拟内存页都和一种特殊处理器模式关联。为了满足所有的系统页都可以被访问，处理器必须是请求模式。这个意思是说用户的程序是无法直接访问核心内存空间，系统必须切换为核心模式，这样核心模式的内存空间才可以被访问。