geheugenafhandeling

Geheugenafhandeling is het geheel van technieken en mechanismen die het gebruik van geheugen in een computer regelt. Het doel is efficiënte toewijzing en vrijgave van geheugen, defensieve isolatie tussen processen en stabiliteit van het systeem. Geheugen kan bestaan uit fysiek RAM en virtueel geheugen; het besturingssysteem kent elk proces een virtuele adresruimte toe. Een geheugenbeheerunit (MMU) zet virtuele adressen om naar fysieke adressen, vaak met een Translation Lookaside Buffer (TLB) die snelheid biedt. Bij een ontbrekende pagina ontstaat een paginafout en kan de vereiste pagina vanaf opslagmedia worden geladen (paging); soms wordt ook een deel van RAM gewist of gewisseld (swapping).

Toewijzing en vrijgave van geheugen gebeurt via uiteenlopende strategieën. Contigu geheugenallocatie kent een enkel aaneengesloten blok toe aan een proces, maar kan leiden tot externe fragmentatie. Moderne systemen gebruiken meestal paging en soms segmentatie of een combinatie daarvan, zodat adressen flexibel zijn en fragmentatie vermindert. Het geheugen kan bestaan uit stack voor automatische opslag van function calls en parameters, en heap voor dynamische toewijzing door programma's.

In talen met garbage collection wordt ongebruikt geheugen automatisch teruggewonnen. Voorbeelden zijn tracing-gebaseerde GC en reference-counting, waaronder generational GC en mark-sweep. Geheugenbeveiliging en isolatie voorkomen dat één proces het geheugen van anderen kan beïnvloeden; dit gebeurt met virtuele adressen en paginering, ondersteund door de MMU.

Moderne omgevingen zoals virtualisatie en containers brengen aanvullende overwegingen mee, zoals memory overcommit en resource-controle via cgroups. Geheugenafhandling is essentieel voor prestaties, schaalbaarheid en betrouwbaarheid van een computersysteem.