内存和进程的关系：

创建进程时，系统会为每个进程分配一个4G大小的虚拟地址空间，且每个进程都有3G的用户空间和1G的内核空间

1.32位操作系统中表示一个地址需要32bit，因此最大可表示的地址数量为pow(2,32)
2.在同一时刻，一个cpu中只有一个进程在运行，cpu只能看见正在运行的进程对应的4G虚拟地址空间，进程间的切换会导致正在使用的虚拟地址的切换
3.3G用户空间的私有的，1G的内核空间是共有的，且内核空间与物理内存空间的映射是位移映射，直接是虚拟地址-3G（可以这么做是因为映射到物理内存却总是从最低地址0x00000000开始，这也解释了“1G的内核空间是共有的”），用户空间与物理内存空间的映射方式是分页或者分段的。
4.由于内存分页，操作系统去获取数据的时候一般是按照一页一页的去获取。面向内存友好的代码是可以充分利用这一机制来提高效率的，比如遍历二维数组时的方式

日常io操作所触发的流程

在这里插入图片描述
当我们在应用程序中调用read等操作时，首先到达VFS虚拟文件系统（这个是具体文件系统的接口层，为了屏蔽不同文件系统的差别），如果在此时命中了文件cache，则会直接获取到数据，否则会去请求磁盘io，读取磁盘的数据到内存（这一步效率和硬件效率有很大的关系），再将数据拷贝到用户空间，这里可以使用mmap来进行io操作，没有缓存的情况下只需要一次数据拷贝

不同硬件效率
文件cache的说明：
在 Linux 的实现中，文件 Cache 分为两个层面，一是 Page Cache，另一个 Buffer Cache，每一个 Page Cache 包含若干 Buffer Cache。内存管理系统和 VFS 只与 Page Cache 交互，内存管理系统负责维护每项 Page Cache 的分配和回收，同时在使用 memory map 方式访问时负责建立映射；VFS 负责 Page Cache 与用户空间的数据交换。而具体文件系统则一般只与 Buffer Cache 交互，它们负责在外围存储设备和 Buffer Cache 之间交换数据。
参考文章：
Linux中虚拟地址
Linux内存分页
磁盘io那些事（美团）
Linux内存
Linux内核的文件cache管理机制