日日操夜夜添-日日操影院-日日草夜夜操-日日干干-精品一区二区三区波多野结衣-精品一区二区三区高清免费不卡

前言

本文從零到一，手把手實現一個內存池。

比較出名的內存池有jemalloc和tcmalloc，這兩個都是全局內存池，比較推薦使用tcmalloc。

本專欄知識點是通過零聲教育的線上課學習，進行梳理總結寫下文章

為什么要用內存池

為什么要用內存池？首先，在7 * 24h的服務器中如果不使用內存池，而使用malloc和free，那么就非常容易產生內存碎片，早晚都會申請內存失敗；并且在比較復雜的代碼或者繼承的屎山中，非常容易出現內存泄漏導致mmo的問題。

為了解決這兩個問題，內存池就應運而生了。內存池預先分配一大塊內存來做一個內存池，業務中的內存分配和釋放都由這個內存池來管理，內存池內的內存不足時其內部會自己申請。所以內存碎片的問題就交由內存池的算法來優化，而內存泄漏的問題只需要遵守內存池提供的api，就非常容易避免內存泄漏了。

即使出現了內存泄漏，排查的思路也很清晰。1.檢查是不是內存池的問題；2.如果不是內存池的問題，就檢查是不是第三方庫的內存泄漏。

內存池的使用場景

1. 全局內存池
2. 一個連接一個內存池(本文實現這個場景的內存池)

設計一個內存池

總體介紹

由于本文是一個連接一個內存池，所以后續介紹和代碼都是以4k為分界線，大于4k的我們認為是大塊內存；小于4k的我們認為是小塊內存。并且注意這里的4k，并不是嚴格遵照4096，而是在描述上，用4k比較好描述。

在真正使用內存之前，內存池提前分配一定數量且大小相等的內存塊以作備用，當真正被用戶調用api分配內存的時候，直接從內存塊中獲取內存（指小塊內存），當內存塊不夠用了，再有內存池取申請新的內存塊。而如果是需要大塊內存，則內存池直接申請大塊內存再返回給用戶。

內存池：就是將這些提前申請的內存塊組織管理起來的數據結構，內存池實現原理主要分為分配，回收，擴容三部分。

內存池原理之小塊內存：分配=> 內存池預申請一塊4k的內存塊，這里稱為block，即block=4k內存塊。當用戶向內存池申請內存size小于4k時，內存池從block的空間中劃分出去size空間，當再有新申請時，再劃分出去。擴容=> 直到block中的剩余空間不足以分配size大小，那么此時內存池會再次申請一塊block，再從新的block中劃分size空間給用戶。回收=> 每一次申請小內存，都會在對應的block中引用計數加1，每一次釋放小內存時，都會在block中引用計數減1，只有當引用計數為零的時候，才會回收block使他重新成為空閑空間，以便重復利用空間。這樣，內存池避免頻繁向內核申請/釋放內存，從而提高系統性能。

內存池原理之大塊內存：分配=> 因為大塊內存是大于4k的，所以內存池不預先申請內存，也就是用戶申請的時候，內存池再申請內存，然后返回給用戶。擴容=> 大塊內存不存在擴容。回收=> 對于大塊內存來說，回收就直接free掉即可。

上面理論講完了，下面來介紹如何管理小塊內存和大塊內存。

 

小塊內存的分配與管理

在創建內存池的時候，會預先申請一塊4k的內存，并且在起始處將pool的結構體和node的結構體放進去，

在創建內存池的時候，會預先申請一塊4k的內存，并且在起始處將pool的結構體和node的結構體放進去，從last開始一直到end都是空閑內存，<last , end >中間的區域就用來存儲小塊內存。每一次mp_malloc，就將last指針后移，直到 e n d − l a s t < s i z e end - last < sizeend−last<size 時，進行擴容，將新block的last后移即可。

初始狀態

分配內存

擴容

大塊內存的分配與管理

對于大塊內存，前面已經說了，用戶申請的時候，內存池才申請

• 申請一塊大內存

再申請一塊大內存

內存池代碼實現

向外提供的api

• mp_create_pool：創建一個線程池，其核心是創建struct mp_pool_s這個結構體，并申請4k內存，將各個指針指向上文初始狀態的圖一樣。
• mp_destroy_pool：銷毀內存池，遍歷小塊結構體和大塊結構體，進行free釋放內存
• mp_malloc：提供給用戶申請內存的api
• mp_calloc：通過mp_malloc申請內存后置零，相當于calloc
• mp_free：釋放由mp_malloc返回的內存
• mp_reset_pool：將block的last置為初始狀態，銷毀所有大塊內存
• monitor_mp_poll：監控內存池狀態

struct mp_pool_s *mp_create_pool(size_t size);

void mp_destroy_pool(struct mp_pool_s *pool);

void *mp_malloc(struct mp_pool_s *pool, size_t size);

void *mp_calloc(struct mp_pool_s *pool, size_t size);

void mp_free(struct mp_pool_s *pool, void *p);

void mp_reset_pool(struct mp_pool_s *pool);

void monitor_mp_poll(struct mp_pool_s *pool, char *tk);

相關結構體的定義

mp_pool_s 就是整個內存池的管理結構，我們做的內存池是一個連接一個內存池，所以對于整個程序而言，內存池對象是有很多個的。

可能讀者會有疑問，有了head，為什么還有current，是因為如果一個block剩余空間小于size超過一定次數后，將current指向下一個block，這樣就加快內存分配效率，減少遍歷次數。

//每4k一block結點
struct mp_node_s {
    unsigned char *end;//塊的結尾
    unsigned char *last;//使用到哪了
    struct mp_node_s *next;//鏈表
    int quote;//引用計數
    int failed;//失效次數
};

struct mp_large_s {
    struct mp_large_s *next;//鏈表
    int size;//alloc的大小
    void *alloc;//大塊內存的起始地址
};

struct mp_pool_s {
    struct mp_large_s *large;
    struct mp_node_s *head;
    struct mp_node_s *current;
};

內存對齊

訪問速度是內存對齊的原因之一，另外一個原因是某些平臺(arm)不支持未內存對齊的訪問

在4k里面劃分內存，那么必然有很多地方是不對齊的，所以這里提供兩個內存對齊的函數。那么為什么要內存對齊呢？其一：提高訪問速度；其二：某些平臺arm不支持未對其的內存訪問，會出錯。

#define mp_align(n, alignment) (((n)+(alignment-1)) & ~(alignment-1))
#define mp_align_ptr(p, alignment) (void *)((((size_t)p)+(alignment-1)) & ~(alignment-1))

創建與銷毀內存池

創建一個線程池，其核心是創建struct mp_pool_s這個結構體，并申請4k內存，將各個指針指向上文初始狀態的圖一樣。
銷毀內存池，遍歷小塊結構體和大塊結構體，進行free釋放內存。

//創建內存池
struct mp_pool_s *mp_create_pool(size_t size) {
    struct mp_pool_s *pool;
    if (size < PAGE_SIZE || size % PAGE_SIZE != 0) {
        size = PAGE_SIZE;
    }
    //分配4k以上不用malloc，用posix_memalign
    /*
        int posix_memalign (void **memptr, size_t alignment, size_t size);
     */

    int ret = posix_memalign((void **) &pool, MP_ALIGNMENT, size); //4K + mp_pool_s
    if (ret) {
        return NULL;
    }
    pool->large = NULL;
    pool->current = pool->head = (unsigned char *) pool + sizeof(struct mp_pool_s);
    pool->head->last = (unsigned char *) pool + sizeof(struct mp_pool_s) + sizeof(struct mp_node_s);
    pool->head->end = (unsigned char *) pool + PAGE_SIZE;
    pool->head->failed = 0;

    return pool;
}

//銷毀內存池
void mp_destroy_pool(struct mp_pool_s *pool) {
    struct mp_large_s *large;
    for (large = pool->large; large; large = large->next) {
        if (large->alloc) {
            free(large->alloc);
        }
    }

    struct mp_node_s *cur, *next;
    cur = pool->head->next;

    while (cur) {
        next = cur->next;
        free(cur);
        cur = next;
    }
    free(pool);
}

提供給用戶的內存申請api

申請的內存以size做區分，如果大于4k就分配大塊內存，小于4k就去block里面劃分。

 

//分配內存
void%20*mp_malloc(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20size_t%20size)%20{
%20%20%20%20if%20(size%20<=%200)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20return%20NULL;
%20%20%20%20}
%20%20%20%20if%20(size%20>%20PAGE_SIZE%20-%20sizeof(struct%20mp_node_s))%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20//large
%20%20%20%20%20%20%20%20return%20mp_malloc_large(pool,%20size);
%20%20%20%20}
%20%20%20%20else%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20//small
%20%20%20%20%20%20%20%20unsigned%20char%20*mem_addr%20=%20NULL;
%20%20%20%20%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*cur%20=%20NULL;
%20%20%20%20%20%20%20%20cur%20=%20pool->current;
%20%20%20%20%20%20%20%20while%20(cur)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20mem_addr%20=%20mp_align_ptr(cur->last,%20MP_ALIGNMENT);
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(cur->end%20-%20mem_addr%20>=%20size)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20cur->quote++;//引用+1
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20cur->last%20=%20mem_addr%20+%20size;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20mem_addr;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20else%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20cur%20=%20cur->next;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20return%20mp_malloc_block(pool,%20size);//%20open%20new%20space
%20%20%20%20}
}
void%20*mp_calloc(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20size_t%20size)%20{
%20%20%20%20void%20*mem_addr%20=%20mp_malloc(pool,%20size);
%20%20%20%20if%20(mem_addr)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20memset(mem_addr,%200,%20size);
%20%20%20%20}
%20%20%20%20return%20mem_addr;
}

小塊內存block擴容

 

所有的block都%20e%20n%20d%20−%20l%20a%20s%20t%20<%20s%20i%20z%20e%20end%20-%20last%20<%20sizeend−last<size%20時，進行擴容，將新block的last后移即可。

 

//new%20block%204k
void%20*mp_malloc_block(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20size_t%20size)%20{
%20%20%20%20unsigned%20char%20*block;
%20%20%20%20int%20ret%20=%20posix_memalign((void%20**)%20&block,%20MP_ALIGNMENT,%20PAGE_SIZE);%20//4K
%20%20%20%20if%20(ret)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20return%20NULL;
%20%20%20%20}
%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*new_node%20=%20(struct%20mp_node_s%20*)%20block;
%20%20%20%20new_node->end%20=%20block%20+%20PAGE_SIZE;
%20%20%20%20new_node->next%20=%20NULL;

%20%20%20%20unsigned%20char%20*ret_addr%20=%20mp_align_ptr(block%20+%20sizeof(struct%20mp_node_s),%20MP_ALIGNMENT);

%20%20%20%20new_node->last%20=%20ret_addr%20+%20size;
%20%20%20%20new_node->quote++;

%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*current%20=%20pool->current;
%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*cur%20=%20NULL;

%20%20%20%20for%20(cur%20=%20current;%20cur->next;%20cur%20=%20cur->next)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(cur->failed++%20>%204)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20current%20=%20cur->next;
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20}
%20%20%20%20//now%20cur%20=%20last%20node
%20%20%20%20cur->next%20=%20new_node;
%20%20%20%20pool->current%20=%20current;
%20%20%20%20return%20ret_addr;
}

分配大塊內存

 

//size>4k
void%20*mp_malloc_large(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20size_t%20size)%20{
%20%20%20%20unsigned%20char%20*big_addr;
%20%20%20%20int%20ret%20=%20posix_memalign((void%20**)%20&big_addr,%20MP_ALIGNMENT,%20size);%20//size
%20%20%20%20if%20(ret)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20return%20NULL;
%20%20%20%20}

%20%20%20%20struct%20mp_large_s%20*large;
%20%20%20%20//released%20struct%20large%20resume
%20%20%20%20int%20n%20=%200;
%20%20%20%20for%20(large%20=%20pool->large;%20large;%20large%20=%20large->next)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(large->alloc%20==%20NULL)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20large->size%20=%20size;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20large->alloc%20=%20big_addr;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20big_addr;
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(n++%20>%203)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20break;//%20為了避免過多的遍歷，限制次數
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20}
%20%20%20%20large%20=%20mp_malloc(pool,%20sizeof(struct%20mp_large_s));
%20%20%20%20if%20(large%20==%20NULL)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20free(big_addr);
%20%20%20%20%20%20%20%20return%20NULL;
%20%20%20%20}
%20%20%20%20large->size%20=%20size;
%20%20%20%20large->alloc%20=%20big_addr;
%20%20%20%20large->next%20=%20pool->large;
%20%20%20%20pool->large%20=%20large;
%20%20%20%20return%20big_addr;
}

釋放內存

如果是大塊內存，找到之后直接釋放；如果是小塊內存，將引用計數減1，如果引用計數為0則重置last。

 

//釋放內存
void%20mp_free(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20void%20*p)%20{
%20%20%20%20struct%20mp_large_s%20*large;
%20%20%20%20for%20(large%20=%20pool->large;%20large;%20large%20=%20large->next)%20{//大塊
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(p%20==%20large->alloc)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20free(large->alloc);
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20large->size%20=%200;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20large->alloc%20=%20NULL;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return;
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20}
%20%20%20%20//小塊%20引用-1
%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*cur%20=%20NULL;
%20%20%20%20for%20(cur%20=%20pool->head;%20cur;%20cur%20=%20cur->next)%20{
//%20%20%20%20%20%20%20%20printf("cur:%p%20%20%20p:%p%20%20%20end:%pn",%20(unsigned%20char%20*)%20cur,%20(unsigned%20char%20*)%20p,%20(unsigned%20char%20*)%20cur->end);
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20((unsigned%20char%20*)%20cur%20<=%20(unsigned%20char%20*)%20p%20&&%20(unsigned%20char%20*)%20p%20<=%20(unsigned%20char%20*)%20cur->end)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20cur->quote--;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(cur->quote%20==%200)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(cur%20==%20pool->head)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20pool->head->last%20=%20(unsigned%20char%20*)%20pool%20+%20sizeof(struct%20mp_pool_s)%20+%20sizeof(struct%20mp_node_s);
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20else%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20cur->last%20=%20(unsigned%20char%20*)%20cur%20+%20sizeof(struct%20mp_node_s);
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20cur->failed%20=%200;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20pool->current%20=%20pool->head;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return;
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20}
}

內存池測試

 

//
//%20Created%20by%2068725%20on%202022/7/26.
//
#include%20<stdlib.h>
#include%20<stdio.h>
#include%20<string.h>

#define%20PAGE_SIZE%204096
#define%20MP_ALIGNMENT%2016
#define%20mp_align(n,%20alignment)%20(((n)+(alignment-1))%20&%20~(alignment-1))
#define%20mp_align_ptr(p,%20alignment)%20(void%20*)((((size_t)p)+(alignment-1))%20&%20~(alignment-1))

//每4k一block結點
struct%20mp_node_s%20{
%20%20%20%20unsigned%20char%20*end;//塊的結尾
%20%20%20%20unsigned%20char%20*last;//使用到哪了
%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*next;//鏈表
%20%20%20%20int%20quote;//引用計數
%20%20%20%20int%20failed;//失效次數
};

struct%20mp_large_s%20{
%20%20%20%20struct%20mp_large_s%20*next;//鏈表
%20%20%20%20int%20size;//alloc的大小
%20%20%20%20void%20*alloc;//大塊內存的起始地址
};

struct%20mp_pool_s%20{
%20%20%20%20struct%20mp_large_s%20*large;
%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*head;
%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*current;
};

struct%20mp_pool_s%20*mp_create_pool(size_t%20size);

void%20mp_destroy_pool(struct%20mp_pool_s%20*pool);

void%20*mp_malloc(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20size_t%20size);

void%20*mp_calloc(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20size_t%20size);

void%20mp_free(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20void%20*p);

void%20mp_reset_pool(struct%20mp_pool_s%20*pool);

void%20monitor_mp_poll(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20char%20*tk);


void%20mp_reset_pool(struct%20mp_pool_s%20*pool)%20{
%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*cur;
%20%20%20%20struct%20mp_large_s%20*large;

%20%20%20%20for%20(large%20=%20pool->large;%20large;%20large%20=%20large->next)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(large->alloc)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20free(large->alloc);
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20}

%20%20%20%20pool->large%20=%20NULL;
%20%20%20%20pool->current%20=%20pool->head;
%20%20%20%20for%20(cur%20=%20pool->head;%20cur;%20cur%20=%20cur->next)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20cur->last%20=%20(unsigned%20char%20*)%20cur%20+%20sizeof(struct%20mp_node_s);
%20%20%20%20%20%20%20%20cur->failed%20=%200;
%20%20%20%20%20%20%20%20cur->quote%20=%200;
%20%20%20%20}
}

//創建內存池
struct%20mp_pool_s%20*mp_create_pool(size_t%20size)%20{
%20%20%20%20struct%20mp_pool_s%20*pool;
%20%20%20%20if%20(size%20<%20PAGE_SIZE%20||%20size%20%%20PAGE_SIZE%20!=%200)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20size%20=%20PAGE_SIZE;
%20%20%20%20}
%20%20%20%20//分配4k以上不用malloc，用posix_memalign
%20%20%20%20/*
%20%20%20%20%20%20%20%20int%20posix_memalign%20(void%20**memptr,%20size_t%20alignment,%20size_t%20size);
%20%20%20%20%20*/

%20%20%20%20int%20ret%20=%20posix_memalign((void%20**)%20&pool,%20MP_ALIGNMENT,%20size);%20//4K%20+%20mp_pool_s
%20%20%20%20if%20(ret)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20return%20NULL;
%20%20%20%20}
%20%20%20%20pool->large%20=%20NULL;
%20%20%20%20pool->current%20=%20pool->head%20=%20(unsigned%20char%20*)%20pool%20+%20sizeof(struct%20mp_pool_s);
%20%20%20%20pool->head->last%20=%20(unsigned%20char%20*)%20pool%20+%20sizeof(struct%20mp_pool_s)%20+%20sizeof(struct%20mp_node_s);
%20%20%20%20pool->head->end%20=%20(unsigned%20char%20*)%20pool%20+%20PAGE_SIZE;
%20%20%20%20pool->head->failed%20=%200;

%20%20%20%20return%20pool;
}

//銷毀內存池
void%20mp_destroy_pool(struct%20mp_pool_s%20*pool)%20{
%20%20%20%20struct%20mp_large_s%20*large;
%20%20%20%20for%20(large%20=%20pool->large;%20large;%20large%20=%20large->next)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(large->alloc)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20free(large->alloc);
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20}

%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*cur,%20*next;
%20%20%20%20cur%20=%20pool->head->next;

%20%20%20%20while%20(cur)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20next%20=%20cur->next;
%20%20%20%20%20%20%20%20free(cur);
%20%20%20%20%20%20%20%20cur%20=%20next;
%20%20%20%20}
%20%20%20%20free(pool);
}

//size>4k
void%20*mp_malloc_large(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20size_t%20size)%20{
%20%20%20%20unsigned%20char%20*big_addr;
%20%20%20%20int%20ret%20=%20posix_memalign((void%20**)%20&big_addr,%20MP_ALIGNMENT,%20size);%20//size
%20%20%20%20if%20(ret)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20return%20NULL;
%20%20%20%20}

%20%20%20%20struct%20mp_large_s%20*large;
%20%20%20%20//released%20struct%20large%20resume
%20%20%20%20int%20n%20=%200;
%20%20%20%20for%20(large%20=%20pool->large;%20large;%20large%20=%20large->next)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(large->alloc%20==%20NULL)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20large->size%20=%20size;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20large->alloc%20=%20big_addr;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20big_addr;
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(n++%20>%203)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20break;//%20為了避免過多的遍歷，限制次數
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20}
%20%20%20%20large%20=%20mp_malloc(pool,%20sizeof(struct%20mp_large_s));
%20%20%20%20if%20(large%20==%20NULL)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20free(big_addr);
%20%20%20%20%20%20%20%20return%20NULL;
%20%20%20%20}
%20%20%20%20large->size%20=%20size;
%20%20%20%20large->alloc%20=%20big_addr;
%20%20%20%20large->next%20=%20pool->large;
%20%20%20%20pool->large%20=%20large;
%20%20%20%20return%20big_addr;
}

//new%20block%204k
void%20*mp_malloc_block(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20size_t%20size)%20{
%20%20%20%20unsigned%20char%20*block;
%20%20%20%20int%20ret%20=%20posix_memalign((void%20**)%20&block,%20MP_ALIGNMENT,%20PAGE_SIZE);%20//4K
%20%20%20%20if%20(ret)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20return%20NULL;
%20%20%20%20}
%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*new_node%20=%20(struct%20mp_node_s%20*)%20block;
%20%20%20%20new_node->end%20=%20block%20+%20PAGE_SIZE;
%20%20%20%20new_node->next%20=%20NULL;

%20%20%20%20unsigned%20char%20*ret_addr%20=%20mp_align_ptr(block%20+%20sizeof(struct%20mp_node_s),%20MP_ALIGNMENT);

%20%20%20%20new_node->last%20=%20ret_addr%20+%20size;
%20%20%20%20new_node->quote++;

%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*current%20=%20pool->current;
%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*cur%20=%20NULL;

%20%20%20%20for%20(cur%20=%20current;%20cur->next;%20cur%20=%20cur->next)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(cur->failed++%20>%204)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20current%20=%20cur->next;
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20}
%20%20%20%20//now%20cur%20=%20last%20node
%20%20%20%20cur->next%20=%20new_node;
%20%20%20%20pool->current%20=%20current;
%20%20%20%20return%20ret_addr;
}

//分配內存
void%20*mp_malloc(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20size_t%20size)%20{
%20%20%20%20if%20(size%20<=%200)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20return%20NULL;
%20%20%20%20}
%20%20%20%20if%20(size%20>%20PAGE_SIZE%20-%20sizeof(struct%20mp_node_s))%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20//large
%20%20%20%20%20%20%20%20return%20mp_malloc_large(pool,%20size);
%20%20%20%20}
%20%20%20%20else%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20//small
%20%20%20%20%20%20%20%20unsigned%20char%20*mem_addr%20=%20NULL;
%20%20%20%20%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*cur%20=%20NULL;
%20%20%20%20%20%20%20%20cur%20=%20pool->current;
%20%20%20%20%20%20%20%20while%20(cur)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20mem_addr%20=%20mp_align_ptr(cur->last,%20MP_ALIGNMENT);
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(cur->end%20-%20mem_addr%20>=%20size)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20cur->quote++;//引用+1
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20cur->last%20=%20mem_addr%20+%20size;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return%20mem_addr;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20else%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20cur%20=%20cur->next;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20return%20mp_malloc_block(pool,%20size);//%20open%20new%20space
%20%20%20%20}
}

void%20*mp_calloc(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20size_t%20size)%20{
%20%20%20%20void%20*mem_addr%20=%20mp_malloc(pool,%20size);
%20%20%20%20if%20(mem_addr)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20memset(mem_addr,%200,%20size);
%20%20%20%20}
%20%20%20%20return%20mem_addr;
}

//釋放內存
void%20mp_free(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20void%20*p)%20{
%20%20%20%20struct%20mp_large_s%20*large;
%20%20%20%20for%20(large%20=%20pool->large;%20large;%20large%20=%20large->next)%20{//大塊
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(p%20==%20large->alloc)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20free(large->alloc);
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20large->size%20=%200;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20large->alloc%20=%20NULL;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return;
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20}
%20%20%20%20//小塊%20引用-1
%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*cur%20=%20NULL;
%20%20%20%20for%20(cur%20=%20pool->head;%20cur;%20cur%20=%20cur->next)%20{
//%20%20%20%20%20%20%20%20printf("cur:%p%20%20%20p:%p%20%20%20end:%pn",%20(unsigned%20char%20*)%20cur,%20(unsigned%20char%20*)%20p,%20(unsigned%20char%20*)%20cur->end);
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20((unsigned%20char%20*)%20cur%20<=%20(unsigned%20char%20*)%20p%20&&%20(unsigned%20char%20*)%20p%20<=%20(unsigned%20char%20*)%20cur->end)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20cur->quote--;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(cur->quote%20==%200)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(cur%20==%20pool->head)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20pool->head->last%20=%20(unsigned%20char%20*)%20pool%20+%20sizeof(struct%20mp_pool_s)%20+%20sizeof(struct%20mp_node_s);
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20else%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20cur->last%20=%20(unsigned%20char%20*)%20cur%20+%20sizeof(struct%20mp_node_s);
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20cur->failed%20=%200;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20pool->current%20=%20pool->head;
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20return;
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20}
}

void%20monitor_mp_poll(struct%20mp_pool_s%20*pool,%20char%20*tk)%20{
%20%20%20%20printf("rnrn------start%20monitor%20poll------%srnrn",%20tk);
%20%20%20%20struct%20mp_node_s%20*head%20=%20NULL;
%20%20%20%20int%20i%20=%200;
%20%20%20%20for%20(head%20=%20pool->head;%20head;%20head%20=%20head->next)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20i++;
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(pool->current%20==%20head)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20printf("current==>第%d塊n",%20i);
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(i%20==%201)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20printf("第%02d塊small%20block%20%20已使用:%4ld%20%20剩余空間:%4ld%20%20引用:%4d%20%20failed:%4dn",%20i,
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20(unsigned%20char%20*)%20head->last%20-%20(unsigned%20char%20*)%20pool,
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20head->end%20-%20head->last,%20head->quote,%20head->failed);
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20else%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20printf("第%02d塊small%20block%20%20已使用:%4ld%20%20剩余空間:%4ld%20%20引用:%4d%20%20failed:%4dn",%20i,
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20(unsigned%20char%20*)%20head->last%20-%20(unsigned%20char%20*)%20head,
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20head->end%20-%20head->last,%20head->quote,%20head->failed);
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20}
%20%20%20%20struct%20mp_large_s%20*large;
%20%20%20%20i%20=%200;
%20%20%20%20for%20(large%20=%20pool->large;%20large;%20large%20=%20large->next)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20i++;
%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(large->alloc%20!=%20NULL)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20printf("第%d塊large%20block%20%20size=%dn",%20i,%20large->size);
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20}
%20%20%20%20printf("rnrn------stop%20monitor%20poll------rnrn");
}



int%20main()%20{
%20%20%20%20struct%20mp_pool_s%20*p%20=%20mp_create_pool(PAGE_SIZE);
%20%20%20%20monitor_mp_poll(p,%20"create%20memory%20pool");
#if%200
%20%20%20%20printf("mp_align(5,%20%d):%20%d,%20mp_align(17,%20%d):%20%dn",%20MP_ALIGNMENT,%20mp_align(5,%20MP_ALIGNMENT),%20MP_ALIGNMENT,
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20mp_align(17,%20MP_ALIGNMENT));
%20%20%20%20printf("mp_align_ptr(p->current,%20%d):%20%p,%20p->current:%20%pn",%20MP_ALIGNMENT,%20mp_align_ptr(p->current,%20MP_ALIGNMENT),
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20p->current);
#endif
%20%20%20%20void%20*mp[30];
%20%20%20%20int%20i;
%20%20%20%20for%20(i%20=%200;%20i%20<%2030;%20i++)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20mp[i]%20=%20mp_malloc(p,%20512);
%20%20%20%20}
%20%20%20%20monitor_mp_poll(p,%20"申請512字節30個");

%20%20%20%20for%20(i%20=%200;%20i%20<%2030;%20i++)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20mp_free(p,%20mp[i]);
%20%20%20%20}
%20%20%20%20monitor_mp_poll(p,%20"銷毀512字節30個");

%20%20%20%20int%20j;
%20%20%20%20for%20(i%20=%200;%20i%20<%2050;%20i++)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20char%20*pp%20=%20mp_calloc(p,%2032);
%20%20%20%20%20%20%20%20for%20(j%20=%200;%20j%20<%2032;%20j++)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20if%20(pp[j])%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20printf("calloc%20wrongn");
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20exit(-1);
%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20%20%20%20%20}
%20%20%20%20}
%20%20%20%20monitor_mp_poll(p,%20"申請32字節50個");

%20%20%20%20for%20(i%20=%200;%20i%20<%2050;%20i++)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20char%20*pp%20=%20mp_malloc(p,%203);
%20%20%20%20}
%20%20%20%20monitor_mp_poll(p,%20"申請3字節50個");


%20%20%20%20void%20*pp[10];
%20%20%20%20for%20(i%20=%200;%20i%20<%2010;%20i++)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20pp[i]%20=%20mp_malloc(p,%205120);
%20%20%20%20}
%20%20%20%20monitor_mp_poll(p,%20"申請大內存5120字節10個");

%20%20%20%20for%20(i%20=%200;%20i%20<%2010;%20i++)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20mp_free(p,%20pp[i]);
%20%20%20%20}
%20%20%20%20monitor_mp_poll(p,%20"銷毀大內存5120字節10個");

%20%20%20%20mp_reset_pool(p);
%20%20%20%20monitor_mp_poll(p,%20"reset%20pool");

%20%20%20%20for%20(i%20=%200;%20i%20<%20100;%20i++)%20{
%20%20%20%20%20%20%20%20void%20*s%20=%20mp_malloc(p,%20256);
%20%20%20%20}
%20%20%20%20monitor_mp_poll(p,%20"申請256字節100個");

%20%20%20%20mp_destroy_pool(p);
%20%20%20%20return%200;
}

Nginx內存池對比分析

相關結構體定義對比

創建內存池對比

內存申請對比