32位操作系统单进程最大使用4G内存

参考文献：

有此疑问的原因：在看jvm书籍时，碰到了介绍“直接内存”的内容，直接内存不是虚拟机运行时数据区的一部分，所以也就不是jvm名义上管理的部分，同时《java虚拟机规范》也未对其定义，但是这块区域也会被经常使用。这块区域使用的是计算机本身的内存，那么就需要考虑在给jvm各个区域提供参数时各个值的大小了，比如32位操作系统中，单进程最大可用4G的内存，如果jvm中各个区域占用内存很接近4G的话，就可能导致直接内存这块产生OOM（直接内存区域也会有OOM产生，这里不说原因了）。

解释之前先说几个定义：
1.4G = 2^32B;
2.1B = 8 bit;
3.1KB = 1024B;
4.1MB = 1024KB;
5.1GB = 1024MB;
6.1TB = 1024GB;
7.32bit操作系统表示的是cpu单次可以处理的数据位数是32位，64位就是64位了。

疑问点：为什么操作系统单进程会有最大内存使用范围呢（32位操作系统就是4G）？
这就要说cpu的寻址能力了，32位的操作系统的cpu的寻址能力就是0到2^32-1，寻址能力为什么是这个数？这就与电路结构有关系了，是硬件的东西，32的操作系统的地址总线是32，便决定了寻址能力只能是 2的32次方，那么回到原来的问题，为什么寻址能力是0到2的32次方减1,32位系统的单进程最大可用内存就是4G了呢？因为cpu操作数据的来源都是内存，怎么操作这些数据呢就是通过寻址内存来操作的，既然最大只能寻址到2的32次方-1，自然其余部分就读取不到了，所以才会有32位操作系统单进程最大可用内存为4G的说法。