Netty源码—六、tiny、small内存分配

tiny内存分配

tiny内存分配流程：

1. 如果申请的是tiny类型，会先从tiny缓存中尝试分配，如果缓存分配成功则返回

2. 否则从tinySubpagePools中尝试分配

3. 如果上面没有分配成功则使用allocateNormal进行分配

从缓存中分配

这里以启用了缓存为例来说明，使用到的缓存类是PoolThreadCache，缓存是通过队列实现的，一个队列中存储的内存大小都是相同的

// io.netty.buffer.PoolArena#allocate(io.netty.buffer.PoolThreadCache, io.netty.buffer.PooledByteBuf<T>, int)// 这里的cache是PoolThreadCacheif (cache.allocateTiny(this, buf, reqCapacity, normCapacity)) { ???// was able to allocate out of the cache so move on ???return;}boolean allocateTiny(PoolArena<?> area, PooledByteBuf<?> buf, int reqCapacity, int normCapacity) { ???// 缓存维护了一个队列，这个队列中存储的内存块大小都相同 ???// 找到缓存之后，从队列中取出一个内存块用来初始化buffer ???return allocate(cacheForTiny(area, normCapacity), buf, reqCapacity);}// 查找缓存数组中缓存的内存private MemoryRegionCache<?> cacheForTiny(PoolArena<?> area, int normCapacity) { ???// 计算出申请内存位于缓存数组中的位置，即数组下标 ???int idx = PoolArena.tinyIdx(normCapacity); ???if (area.isDirect()) { ???????// 使用直接内存的缓存 ???????return cache(tinySubPageDirectCaches, idx); ???} ???// 使用堆内存的缓存 ???return cache(tinySubPageHeapCaches, idx);}static int tinyIdx(int normCapacity) { ???// 由于tiny缓存数组大小是32，依次对应的内存大小是16、32...，512，所以数组的下标应该是申请内存的大小除以16 ???// normCapacity = normCapacity / 16 ???return normCapacity >>> 4;}

从缓存中分配内存的过程

1. 寻找缓存tinySubPageDirectCaches
2. 使用缓存中的chunk初始化buf

关于tiny缓存的数据结构

// tiny缓存// 是一个SubPageMemoryRegionCache数组，默认缓存数组长度：32，依次存储的内存大小是16、32、48...，512io.netty.buffer.PoolThreadCache#tinySubPageDirectCaches// 初始化tiny缓存数组，数组大小是32// static final int numTinySubpagePools = 512 >>> 4;tinySubPageDirectCaches = createSubPageCaches( ???????????????????tinyCacheSize, PoolArena.numTinySubpagePools, SizeClass.Tiny);// 初始化tiny和small缓存数组private static <T> MemoryRegionCache<T>[] createSubPageCaches( ???int cacheSize, int numCaches, SizeClass sizeClass) { ???if (cacheSize > 0) { ???????@SuppressWarnings("unchecked") ???????MemoryRegionCache<T>[] cache = new MemoryRegionCache[numCaches]; ???????for (int i = 0; i < cache.length; i++) { ???????????// TODO: maybe use cacheSize / cache.length ???????????cache[i] = new SubPageMemoryRegionCache<T>(cacheSize, sizeClass); ???????} ???????return cache; ???} else { ???????return null; ???}}

缓存使用队列实现，一个队列最大元素个数

DEFAULT_TINY_CACHE_SIZE = SystemPropertyUtil.getInt("io.netty.allocator.tinyCacheSize", 512);

从tinySubpagePools中分配

上面缓存中如果没有分配到内存的话，会向内存池tinySubpagePools申请，主要逻辑是：

1. 计算tinySubpagePools数组的index，右移4，除以16（该数组长度是512>>>4）
2. 取出index出的subpage，也就是这个index处head
3. 从head.next查找合适的内存
4. 找到可用内存后使用io.netty.buffer.PoolChunk#initBufWithSubpage(io.netty.buffer.PooledByteBuf

前面已经介绍过tinySubpagePools，是一个数组，数组大小是32，每个元素是一个PoolSubpage，PoolSubpage本身是一个链表，所以要在这个里面查找可用内存，先要计算出数组下表，然后找到该位置的PoolSubpage，取出这个链表的头，然后分配内存。关键代码如下

// io.netty.buffer.PoolArena#allocate(io.netty.buffer.PoolThreadCache, io.netty.buffer.PooledByteBuf<T>, int)private void allocate(PoolThreadCache cache, PooledByteBuf<T> buf, final int reqCapacity) { ???final int normCapacity = normalizeCapacity(reqCapacity); ???if (isTinyOrSmall(normCapacity)) { // capacity < pageSize ???????int tableIdx; ???????PoolSubpage<T>[] table; ???????boolean tiny = isTiny(normCapacity); ???????if (tiny) { // < 512 ???????????// 省略中间代码... ???????????tableIdx = tinyIdx(normCapacity); ???????????table = tinySubpagePools; ???????} else { ???????????// 省略中间代码... ???????} ???????final PoolSubpage<T> head = table[tableIdx]; ???????/** ????????????* Synchronize on the head. This is needed as {@link PoolChunk#allocateSubpage(int)} and ????????????* {@link PoolChunk#free(long)} may modify the doubly linked list as well. ????????????*/ ???????synchronized (head) { ???????????final PoolSubpage<T> s = head.next; ???????????// 空链表的话，head指向自己 ???????????if (s != head) { ???????????????assert s.doNotDestroy && s.elemSize == normCapacity; ???????????????long handle = s.allocate(); ???????????????assert handle >= 0; ???????????????s.chunk.initBufWithSubpage(buf, handle, reqCapacity); ???????????????incTinySmallAllocation(tiny); ???????????????return; ???????????} ???????} ???????// 省略中间代码... }

为什么上面没有没有判断head.next是否有可用的内存呢？

tinySubpagePools里面存储的是已经被分配过部分内存的PoolSubpage，PoolSubpage本身是一个链表，如果链表中除了head外有其他PoolSubpage，那么这个subpage一定有可以用的内存块，因为在PoolSubpage.allocate的时候，如果发现没有可用的内存块了，会将subpage从链表中移除。

按照normal的方式分配

如果上面两种方法都没有分配到内存，则调用allocateNormal方法来分配内存，allocateNormal获取内存的方法前面已经说过了，这里不再赘述。

small内存分配

small的分配过程和tiny内存的分配过程几乎一致

small内存分配流程：

1. 如果申请的是tiny类型，会先从small缓存中尝试分配，如果缓存分配成功则返回

2. 否则从smallSubpagePools中尝试分配

3. 如果上面没有分配成功则使用allocateNormal进行分配

small内存的获取过程和tiny的方式类似，可以对照学习，这里不再详述。

Netty源码—六、tiny、small内存分配

原文地址：https://www.cnblogs.com/sunshine-2015/p/9380751.html