【Netty 專欄】深入淺出 Netty 記憶體管理 PoolChunkList

摘要: 原創出處 https://www.jianshu.com/p/a1debfe4ff02 「佔小狼」歡迎轉載，保留摘要，謝謝！

• PoolChunkList

前面兩篇分別分析了PoolChunk和PoolSubpage的實現，本文主要分析管理PoolChunk生命週期的PoolChunkList。
1、深入淺出Netty記憶體管理 PoolChunk
2、深入淺出Netty記憶體管理 PoolSubpage

PoolChunkList

PoolChunkList負責管理多個chunk的生命週期，在此基礎上對記憶體分配進行進一步的最佳化。

final class PoolChunkList<T> implements PoolChunkListMetric {

    private final PoolChunkList nextList;
    private final int minUsage;
    private final int maxUsage;

    private PoolChunk head;
    private PoolChunkList prevList;
    ...
}

從程式碼實現可以看出，每個PoolChunkList實體維護了一個PoolChunk連結串列，自身也形成一個連結串列，為何要這麼實現？

Paste_Image.png

隨著chunk中page的不斷分配和釋放，會導致很多碎片記憶體段，大大增加了之後分配一段連續記憶體的失敗率，針對這種情況，可以把記憶體使用率較大的chunk放到PoolChunkList連結串列更後面，具體實現如下：

boolean allocate(PooledByteBuf buf, int reqCapacity, int normCapacity) {
    if (head == null) {
        return false;
    }

    for (PoolChunk cur = head;;) {
        long handle = cur.allocate(normCapacity);
        if (handle 0) {
            cur = cur.next;
            if (cur == null) {
                return false;
            }
        } else {
            cur.initBuf(buf, handle, reqCapacity);
            if (cur.usage() >= maxUsage) {   // (1)
                remove(cur);
                nextList.add(cur);
            }
            return true;
        }
    }
}

假設poolChunkList中已經存在多個chunk。當分配完記憶體後，如果當前chunk的使用量超過maxUsage，則把該chunk從當前連結串列中刪除，新增到下一個連結串列中。

但是，隨便chunk中記憶體的釋放，其記憶體使用率也會隨著下降，當下降到minUsage時，該chunk會移動到前一個串列中，實現如下：

boolean free(PoolChunk chunk, long handle) {
    chunk.free(handle);
    if (chunk.usage()         remove(chunk);
        if (prevList == null) {
            assert chunk.usage() == 0;
            return false;
        } else {
            prevList.add(chunk);
            return true;
        }
    }
    return true;
}

從poolChunkList的實現可以看出，每個chunkList的都有一個上下限：minUsage和maxUsage，兩個相鄰的chunkList，前一個的maxUsage和後一個的minUsage必須有一段交叉值進行緩衝，否則會出現某個chunk的usage處於臨界值，而導致不停的在兩個chunk間移動。

所以chunk的生命週期不會固定在某個chunkList中，隨著記憶體的分配和釋放，根據當前的記憶體使用率，在chunkList連結串列中前後移動。

佔小狼

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