在Linux系统中，内存管理是一个复杂而关键的任务。当系统面临内存不足的情况时，Linux内核通过一系列机制来处理这一问题，以确保系统的稳定性和性能。这些机制主要包括内存回收、内存规整和OOM（Out of Memory）杀手。
内存回收：当系统发现内存不足时，内核会尝试从一些进程手中回收内存页。这通常通过kswapd守护进程实现，该进程专门负责内存回收操作。如果内存回收成功，则可以满足新的内存申请需求。
内存规整：如果内存回收仍然不能满足需求，内核会尝试内存规整，即将零散的内存页重新组织，以形成更大的连续内存块，从而满足较大的内存申请。
OOM杀手：作为最后的手段，如果内存回收和内存规整都无法满足需求，OOM杀手会主动杀死一个不太重要的进程，以释放其占用的内存。这一机制通过
/proc/sys/vm/oom_kill_allocating_task参数控制，决定是否杀死触发OOM的进程。
此外，Linux内核还引入了lowmem_reserve机制，这是为了在系统资源紧张的情况下，确保系统关键任务能够正常执行。lowmem_reserve机制在32位系统中尤为重要，因为它可以应对极端内存使用情况，防止系统崩溃。
C++代码实例分析
以下是一个简单的C++代码示例，用于模拟内存申请和内存不足的处理。虽然这个示例不会直接展示Linux内核的内存处理机制，但它可以帮助理解在应用程序层面如何处理内存不足的情况。
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <new> // For std::bad_alloc
void* customNewHandler(std::size_t size) {
std::cerr << "Memory allocation failed for size: " << size << " bytes\n";
std::abort(); // Terminate the program due to memory exhaustion
return nullptr; // This line will never be reached
}
int main() {
// Set a custom new handler to handle memory allocation failures
std::set_new_handler(customNewHandler);
try {
// Try to allocate a large amount of memory
const std::size_t largeSize = 1024 * 1024 * 1024; // 1 GB
char* largeArray = new char[largeSize];
// Use the allocated memory (for demonstration purposes, we just print a message)
std::cout << "Allocated 1 GB of memory successfully\n";
// Remember to free the allocated memory to avoid memory leaks
delete[] largeArray;
} catch (const std::bad_alloc& e) {
// Handle memory allocation exception
std::cerr << "Caught bad_alloc exception: " << e.what() << '\n';
std::abort(); // Terminate the program due to memory allocation failure
}
std::cout << "Program running normally\n";
return 0;
}
在这个示例中，我们设置了一个自定义的new处理器（customNewHandler），用于在内存分配失败时执行一些操作（如打印错误消息并终止程序）。然后，我们尝试分配1GB的内存，并捕获可能抛出的std::bad_alloc异常。
需要注意的是，这个示例不会直接触发Linux内核的内存处理机制，因为我们在应用程序层面就处理了内存不足的情况。然而，它可以帮助理解在应用程序中如何处理内存不足，以及如何通过异常处理机制来增强程序的健壮性。
在实际应用中，如果系统内存不足，Linux内核会介入并通过内存回收、内存规整和OOM杀手等机制来确保系统的稳定性。这些机制是Linux内核内存管理的重要组成部分，它们共同工作以应对各种内存压力情况。
