La gestión automática de memoria es una característica fundamental de Linux y de muchos otros sistemas operativos modernos. A grandes rasgos, Linux utiliza una serie de técnicas y algoritmos para administrar la memoria del sistema de manera eficiente, asegurando que los recursos sean asignados y liberados según sea necesario. A continuación, se detallan algunos aspectos clave de la gestión de memoria en Linux:

1. Paginación y Segmentación

Linux utiliza una combinación de paginación y segmentación para gestionar la memoria. La memoria se divide en bloques de tamaño fijo llamados páginas. Cada proceso en Linux tiene su propio espacio de direcciones virtuales, que se divide en segmentos y páginas. Esto proporciona una forma eficiente de gestionar la memoria y permite características como la memoria virtual y la protección de memoria.

2. Memoria Virtual

Linux utiliza la memoria virtual para dar a cada proceso la impresión de que tiene acceso a una gran cantidad de memoria, incluso si la memoria física real del sistema es limitada. Esto se logra a través de un sistema de paginación que mapea las direcciones de memoria virtuales a direcciones de memoria físicas.

3. Swap (Intercambio)

Cuando la memoria física se llena, Linux puede mover algunas páginas de memoria a un espacio en disco llamado espacio de intercambio o swap. Esto libera memoria física para otros procesos, pero puede ralentizar el sistema si se utiliza en exceso, ya que acceder al disco es mucho más lento que acceder a la memoria física. Para entender mejor cómo funciona el swap en Linux, puedes leer este artículo.

4. Caché y Buffer

Linux intenta utilizar toda la memoria física disponible de manera eficiente. Cualquier memoria que no esté siendo utilizada para procesos se utiliza para caché de disco y buffers. Esto ayuda a acelerar el acceso a los datos a los que se accede con frecuencia. Si un proceso necesita más memoria, Linux reducirá automáticamente el tamaño de la caché para liberar memoria. Para aprender más sobre cómo Linux usa la caché y los buffers, puedes consultar esta explicación.

5. Asignación y Liberación de Memoria

Linux proporciona una serie de llamadas al sistema para asignar y liberar memoria, como malloc(), calloc(), realloc() y free(). Estas funciones permiten a los procesos solicitar memoria dinámicamente en tiempo de ejecución. Para obtener más información sobre cómo se asigna y se libera memoria en Linux, puedes leer este artículo.

6. OOM Killer

Cuando el sistema se queda sin toda la memoria disponible (física y swap), el kernel de Linux activa un proceso especial llamado OOM Killer (Out of Memory Killer). Este proceso selecciona y mata otros procesos para liberar memoria, utilizando un algoritmo para determinar qué procesos son los mejores candidatos para ser matados. Puedes aprender más sobre el OOM Killer en Linux aquí.