存储层次与缓存：内存通道增加可以扩展部分传输能力

存储层次通过不同速度和容量组织数据。主存保存处理器正在使用的程序和数据。动态随机存储器需要周期刷新保持内容。静态随机存储器通常采用触发结构保存数据。访问延迟表示请求到获得结果之间的时间。存储带宽表示单位时间能够传输的数据量。高带宽并不保证单次访问的延迟更低。内存通道增加可以扩展部分传输能力。

栈通常保存函数调用和局部数据。栈溢出可能来自深层递归或过大局部对象。内存泄漏使不再使用的资源无法及时释放。悬空指针仍指向已经失效的存储区域。越界访问会破坏原本不属于对象的数据。缓冲区容量需要覆盖预期输入和边界条件。垃圾回收自动识别部分不再可达的对象。自动回收不能消除全部资源泄漏问题。

引用计数依据对象被引用次数管理生存期。循环引用可能使简单引用计数无法完成回收。内存池通过复用存储块减少分配开销。内存碎片使空闲空间难以满足连续分配。对齐要求有助于满足硬件访问和性能条件。数据布局会影响缓存利用和访问效率。压缩指针可以在特定条件下减少对象开销。存储容量充足不代表数据访问没有瓶颈。

任务与数据就近放置能够减轻远端访问。虚拟内存为程序提供抽象的地址空间。虚拟地址需要转换为实际物理存储地址。页表保存地址映射和访问权限等信息。地址转换缓存用于加快近期映射的查询。缺页异常表示当前访问需要额外映射处理。缺页并不一定意味着需要从磁盘读取。页面置换在内存紧张时选择可移出的页面。