? ? ?在虛存管理中。當發生缺頁中斷時，進行頁面的換入操作。對于一些不能夠被換出的內存，通常采用頁面鎖定的方式，在頁表中添加鎖定標志位（lock? bit）以區分該頁是否是常駐內存。當內存滿需要換出時，為了減少缺頁頻率通常由幾種頁面置換算法。例如、最優頁面置換算法、先進先出算法、最近最久未使用算法、時鐘頁面置換算法、二次機會法等。

目錄

一、最優頁面置換算法（OPT）

二、先進先出算法（FIFO）

三、最近最久未使用方法（LRU）

四、時鐘頁面置換算法。（Clock）

五、二次機會法

六、最不常用法（LFU）

七、Belady現象

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一、最優頁面置換算法（OPT）

? ? ?離下次訪問最久的頁進行置換。這是一個理想的置換算法。在現實系統中幾乎是無法實現的。它通過頁幀存放變量，用某個東西來計算出下次訪問的時長。替換“將來”最久未使用的頁。

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二、先進先出算法（FIFO）

? ? ? 判斷哪一個頁在內存中存留的時間最長，并淘汰掉。通常用隊列或者鏈表來實現。例如在隊列中記錄頁號，隊列頭的頁存放的時間最長，最先淘汰，把置換進來的頁面對應的頁號加入近隊列尾。此方法性能較差并且有belady現象，被換出的頁面可能是被經常訪問的頁面。性能差，很少用于實際應用中。替換“活”得最久的頁。

三、最近最久未使用方法（LRU）

? ? ? 當需要頁面置換時，判斷哪一個頁號最近一次使用的時間離當前最久，則該頁被換出。即哪一個頁“荒廢”的最久，則被換出。此方法，需要記錄每一個頁幀記入未被引用的次數，當被引用時次數歸零。或者可以用鏈表實現，把最近訪問的頁號插入/移動到鏈頭，置換時換出鏈尾。LRU算法也是一個性能比較差的算法。

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四、時鐘頁面置換算法。（Clock）

? ? ? 是LRU的一個近似，FIFO的一種改進。利用頁表項中的訪問位 used bit，當一個頁面被裝入內存時，訪問位會被初始化為0，當CPU對該頁進行訪問時，CPU會把訪問位置1。修改訪問位可以由CPU硬件自動操作，當然訪問位可以由操作系統主動操作。具體實現邏輯為： 把所有頁號組成一個環形鏈表（像時鐘一樣），最初把指針指向“最老”的頁面，當缺頁中斷時，如果指針所指的頁表項的訪問位為0，則置換該頁，如果訪問位為1，則將此頁的訪問位置0后 。移動指針到下一個頁表，判斷訪問位是否為0，重復操作，直到有頁被換出。 可以說，Clock算法由環形鏈表、FIFO、和訪問位完成的。

五、二次機會法

? ? 在頁表項中有一個dirty bit，用來記錄是否進行過寫操作，CPU進行寫內存操作時，會自動將次位改1。而訪問位，讀和寫都會被CPU置1.當然，這個位也可被操作系統修改。而二次機會法在Clock法上多了一個bit位，即dirtybit。如果兩個bit都是零就會被替換出去，先置訪問位，后置臟位。

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六、最不常用法（LFU）

? ? ? 最不常用并不是說這個算法不常用，而是這個策略是置換最不常用的算法。把最少訪問的頁給置換出去，需要一個計數器來記錄訪問頁的次數。LRU是最久未訪問，LFU為最少被訪問。這個算法的缺陷是，當執行某一段新程序段時，老頁可能之前被頻繁訪問，但是在未來中不去訪問，LFU也很長一段時間也不會被置換出去。

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七、Belady現象

? ? ? ?即分配的物理頁越多，產生缺頁中斷的次數反而越多。例如FIFO。主要原因是，算法并不是為了保留將來即將訪問的物理頁，算法與程序執行邏輯無關。

看看LRU算法：

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的操作系统原理：页置换算法，FIFO，LRU，Clock，LFU，二次机会法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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