[发明专利]使用存储器管理单元的自动化存储器管理

说明书

在计算机系统(100)中，自动化存储器管理模块(150)通过以下步骤进行操作：从变更器(140)接收对随机存取存储器(120)中待存储的特定对象(O[1]……O[9])的存储器分配请求(141)，以及将逻辑地址空间(155)内的特定逻辑地址(Axy；A2.1……A1.4)分配给所述特定对象(O[1]……O[9])。所述自动化存储器管理模块(150)根据至少一个准则来区分特定对象(O[1]……O[9])，并且分配来自第一子空间(155‑1)的逻辑地址(A1.y)和来自第二子空间(155‑2)的逻辑地址(A2.y)。存储器管理单元(130)将来自所述第二子空间(155‑2)的所分配的逻辑地址(A.2)映射到所述随机存取存储器(120)中的物理存储器(P1……P104)。结合在所述随机存取存储器中移动对应对象而压缩所述第一子空间(155‑1)内的所述逻辑地址。

技术领域

本描述总体上涉及计算机，具体地说，涉及具有自动化存储器管理(AMM)的计算机。本描述还涉及一种方法、一种计算机程序产品以及一种计算机系统。

背景技术

计算机系统执行具有对象(例如数据(例如文本、图像、位图、控制信号、数据字段、数据数组、表)和程序代码(例如，用于例程调用、任务、线程))的应用。计算机系统在随机存取存储器(RAM)中存储对象，并且使用逻辑地址和物理地址以标识存储器内的对象。对象通常彼此引用。可以通过所谓的对象图来描述各对象之间的引用关系。

由于应用是连续地执行的，因此它们将对象添加到存储器，在存储器中修改对象，从存储器移除对象，和/或改变各对象之间的引用关系。存储对象并非静态的，相反是高度动态的。

因此，只要正执行应用,存储器空间就分配给一些对象，并且从其它对象解除分配。随着时间，分配/解除分配带来RAM的碎片化，并且空闲存储器不再占据相邻地址范围。碎片化防止将相邻存储器分配给大对象。出于各种其它原因，将对象划分为部分并非选项。去除碎片化技术包括所谓的压缩步骤(下文中又称为压缩)，用于在存储器内部或地址空间内部移动对象。

本领域中常见的是通过自动化存储器管理(AMM)模块执行分配/解除分配和/或去除碎片化。与应用并行或与应用交错而执行AMM模块。AMM模块根据预定规则进行操作。AMM在本领域中又称为“垃圾收集”。AMM模块或提供AMM的其它程序或工具又称为“垃圾收集器”。

如所述，应用改变各对象之间的引用关系。关于AMM，应用变更对象图，并且因此，应用称为“变更器”。

在第一情形中，应用(即变更器)直接运行在计算机上，并且AMM模块实现为计算机的操作系统的功能。

在第二情形中，应用需要用于执行的运行时环境(RTE)。AMM模块可以实现为RTE的功能。在此情况下，AMM模块执行为(计算机的)操作系统外部的处理。例如，RTE可以专用于特定编程语言(例如JAVA)。

然而，在这两种情况下，AMM模块消耗计算机资源(例如处理器时间和存储器)。存在具有至少两个方面的资源冲突：在AMM模块正执行分配、解除分配、去除碎片化等的同时，必须停止或暂停应用。在替选中，AMM模块必须在更大复杂度的情况下被编程，以允许得以并行执行。

更具体地说，(在上述压缩期间)移动对象防止应用在对象正移动的同时存取对象。这样在应用的连续执行中产生暂停。此外，其耗费于在RAM内部移动对象的时间取决于对象的大小。这种时间对大小的依赖性总是线性关系：移动大对象耗费得比移动小对象更长。允许移动任意大小的对象可以使得应用停止达任意时间间隔。

此外，也在这两种情形中，AMM可能出于多种原因而导致应用的故障，例如，比如：(i)碎片化可以防止将相邻存储器空间分配给对象，(ii)AMM模块可以在执行应用中产生暂停，(iii)AMM模块可能无法足够快速地标识用于反复使用的存储器(回收未使用的存储器)。