java培训：Netty的内存管理机构

发布时间：2025年09月18日 12:21

储器不合理，认真到物尽其用)的？

Netty采用了Jemalloc的想法。

首不须PoolChunk通过一个单单上二叉松树来有组织在表面上的存储器。以匹配的ChunkSize为16M, PageSize为8K为例，一个PoolChunk可以界定成2048个Page。将这2048个Page看成是叶三子有数据流的宽度，可以给与一棵深度为11的松树(2^11=2048)。

我们让每个叶三子有数据流管理制度一个Page,那么其子有数据流管理制度的存储器即为两个Page(其子有数据流有左右两个叶三子有数据流)，依此类推，松树的六根有数据流管理制度了这个PoolChunk所有的Page(因为所有的叶三子结点都是其三子有数据流)，而松树中所某个有数据流所管理制度的存储器个有数即是以该有数据流作为六根的三子松树所包在含的叶三子有数据流管理制度的全部Page。

这样认真的用处就是当你须要存储器时，刚刚可以回来到从何处扣除存储器（你只须要从上往下回来到所管理制度的存储器为你须要的存储器的有数据流，然后将该有数据流所管理制度的存储器扣除出去均可)，并且所扣除的存储器还是月份的(只要保证相邻叶三子有数据流相异的Page是月份的均可)。

下面中所序号为512的有数据流管理制度了4个Page，为Page0, Page1, Page2, Page3(因为其比如说有四个叶三子有数据流2048，2049，2050， 2051)。

而序号为1024的有数据流管理制度了2个Page，为Page0和Page1(其相异的叶三子有数据流为Page0和Page1)。

当须要扣除32K的存储器时，只须要将序号512的有数据流扣除出去均可(512扣除出去后但会匹配其下所有三子有数据流都不会扣除)。而当须要扣除16K的存储器时，只须要将序号1024的有数据流扣除出去均可(一旦有数据流1024被扣除，比如说的2048和2049都不允许便被扣除)。

了解到了PoolChunk在表面上的存储器管理制度机制后，大众也许但会导致几个关键问题：

PoolChunk在表面上如何标示出某个有数据流早已被扣除？当某个有数据流被扣除后，其子有数据流所能扣除的存储器如何新版本？即一旦有数据流2048被扣除后，当你便须要16K的存储器时，就不会从有数据流1024扣除，因为直到现在有数据流1024不必的存储器仅8K。

为了解到决以上这两点关键问题，PoolChunk都是在表面上维护了的byte[] memeoryMap和byte[] depthMap两个给定。

这两个链表的阔度是不尽相同的，阔度等于松树的有数据流有数+1。因为它们把六根有数据流摆放在了1的前方上。而链表中所子有数据流与三子有数据流的前方的关系为:

理论上parnet的十六进制为i,则三子有数据流的十六进制为2i和2i+1

用链表指出一颗二叉松树，你们到底想到了大石这个有实例。

早已发觉了两个链表都是指出二叉松树，且链表中所的每个元素可以看认真二叉松树的有数据流。那么便来看看元素的仅次于值分别文档什么意即。

对于depthMap而言，该仅次于值就代表该有数据流相对于的松树的可有。例如：depthMap[1] == 1，因为它是六根有数据流，而depthMap[2] = depthMap[3] = 2，指出这两个有数据流均在第二层。由于松树一旦确定后，结构就不在暴发扭转，因此depthMap在函有数调用后，各元素的仅次于值也就不暴发变化了。

而对于memoryMap而言，其仅次于值指出该有数据流下不必于清晰存储器扣除的多于可有(或者说稍晚六根有数据流的可有)。

这话理解起来也许有点别扭，还是用上文则的范例为例。

首不须在存储器都未扣除的才但会，每个有数据流所能扣除的存储器个有数就是该层最初始的状可逆(即memoryMap的初始状可逆和depthMap的相一致的)。而一旦其有重新组合成有数据流被扣除出后去，子有数据流所能扣除的清晰存储器(清晰存储器是指该有数据流所管理制度的月份的存储器块，而非该有数据流这样一来的存储器个有数)就变小了(存储器的扣除和贮存但会删减关联的mermoryMap中所关的有数据流的仅次于值)。

譬如，有数据流2048被扣除后，那么对于有数据流1024来说，能清晰扣除的存储器(原不须为16K)就早已和序号2049有数据流(其右三子有数据流)不尽相同(减为了8K)，换句话说有数据流1024的并能早已弱化到了2049有数据流所在的可有据流所包括的并能。

这一弱化也许但会制约所有的子有数据流。

而此时，512有数据流能扣除的清晰存储器是16K，而非24K(因为存储器扣除都是按2的幂来进行扣除，尽管一个消费现实须要的存储器也许是21K，但是Netty的存储器管理制度机制但会这样一来扣除32K的存储器)。

但是这不一定是说有数据流512管理制度的另一个8K存储器就不合理了，8K存储器还可以用来在获准存储器为8K的时候扣除。

用图片仿真PoolChunk存储器扣除的系统设计。其中所value指出该有数据流在memoeryMap的仅次于值，而depth指出该有数据流在depthMap的仅次于值。

第一次存储器扣除，获准人单单须要6K的存储器:

这次扣除造成的恶果是其所有子有数据流的 memoryMap 的仅次于值都往下加了一层。

之后获准人须要获准 12K 的存储器:

由于有数据流1024早已无法扣除所须的存储器，而有数据流512还只能扣除，因此有数据流512让其右有数据流便设法。

上述参阅的是存储器扣除的系统设计，而存储器贮存的系统设计就是上述系统设计的逆系统设计——贮存后将相异有数据流的memoryMap的仅次于值删减回来。这里不过多参阅。

PoolChunkList——对PoolChunk的管理制度

PoolChunkList在表面上有一个PoolChunk组成的有数据流。通常一个PoolChunkList中所的所有PoolChunk用到率(已扣除存储器/ChunkSize)都在不尽相同的之内内。

每个PoolChunkList有自己的多于用到率或者仅次于用到率的之内，PoolChunkList与PoolChunkList二者之间又但会形成有数据流，并且用到率之内小的PoolChunkList但会在有数据流中所更加靠前。

而随着PoolChunk的存储器扣除和用到，其用到率暴发变化后，PoolChunk但会在PoolChunkList的有数据流中所，前后修改，移动到适当之内的PoolChunkList内。

这样认真的用处是，用到率的小的PoolChunk可以不须被使用存储器扣除，从而维持PoolChunk的利用率都在一个较高的水平，防止存储器不合理。

PoolSubpage——小存储器的公共私人机构

PoolChunk管理制度的多于存储器是一个Page(匹配8K)，而当我们须要的存储器比较星期，这样一来扣除一个Page无疑但会造成存储器不合理。

PoolSubPage就是用来管理制度这类细小存储器的公共私人机构。

小存储器是指多于一个Page的存储器，可以分为Tiny和Smalll，Tiny是多于512B的存储器，【关注已为硅谷，巧妙学IT】而Small则是512到4096B的存储器。如果存储器块少于等于一个Page，所并称Normal，而少于一个Chunk的存储器块所并称Huge。

而Tiny和Small在表面上又但会按说明存储器的个有数来进行细分。

对Tiny而言，但会分成16，32，48...496(以16的倍有数以此类推)，共31种持续性。

对Small而言，但会分成512，1024，2048，4096四种持续性。

PoolSubpage但会不须向PoolChunk获准一个Page的存储器，然后将这个page按的设计界定成相等的若干个存储器块(一个PoolSubpage仅但会管理制度一种的设计的存储器块，例如仅管理制度16B,就将一个Page的存储器分成512个16B个有数的存储器块)。

每个PoolSubpage仅但会选一种的设计的存储器管理制度，因此管控不尽相同的设计的PoolSubpage经常是通过有数据流的模式有组织在两兄弟，多种不同的的设计则分离放置多种不同的大多。

并且却是管理制度一个的设计的特性，让PoolSubpage在存储器管理制度时不须要用到PoolChunk的单单上二叉松树模式来管理制度存储器(例如，管理制度16B的PoolSubpage只须要考虑扣除16B的存储器，当获准32B的存储器时，不必交给管理制度32B的存储器来管控)，仅用 long[] bitmap (可以看认真是位链表)来历史纪录所管理制度的存储器块中所哪些早已被扣除(第几位就指出第几个存储器块)。

借助于模式要简单很多。

PoolArena——存储器管理制度的专责者

PoolArena是存储器管理制度的专责者。

它在表面上有一个PoolChunkList组成的有数据流(上文则早已参阅过了，有数据流是按PoolChunkList所管理制度的用到率界定)。

此外，它还有两个PoolSubpage的链表，PoolSubpage[] tinySubpagePools 和 PoolSubpage[] smallSubpagePools。

匹配才但会，tinySubpagePools的阔度为31，即放置16，32，48...496这31种的设计的PoolSubpage(多种不同的设计的PoolSubpage放置相异的链表十六进制中所，不尽相同的设计的PoolSubpage在同一个链表十六进制中所形成有数据流)。

同理，匹配才但会，smallSubpagePools的阔度为4，放置512，1024，2048，4096这四种的设计的PoolSubpage。

PoolArena但会六根据所获准的存储器个有数提议是回来PoolChunk还是回来相异的设计的PoolSubpage来扣除。

在在的是，PoolArena在扣除存储器时，是但会单单上公平竞争的，因此在关键的大多，PoolArena但会通过sychronize来保证调用的安全。

Netty对这种公平竞争认真了一定总体的构建，它但会扣除多个PoolArena，让调用要能用到多种不同的PoolArena，减低注意到公平竞争的持续性。

PoolThreadCache——调用本地调用，减低存储器扣除时的公平竞争

PoolArena免不了导致公平竞争，Netty除了始创多个PoolArena减低公平竞争外，www.atguigu.com还让调用在无罪释放存储器时调用早已获准过的存储器，而不立即归拿出PoolArena。

调用的存储器被放置PoolThreadCache内，它是一个调用本地给定，因此是调用安全的，对它的次访问也不须要门锁。

PoolThreadCache在表面上是由MemeoryRegionCache的调用出水口(链表)，比方说按一般来说可以分为Tiny,Small和Normal(不一定调用Huge，因为Huge效益不高)。

其中所Tiny和Small这两个一般来说下的界定模式和PoolSubpage的界定模式不尽相同，而Normal因为重新组合实在太多，但会有一个参有数掌控调用哪些的设计(例如，一个Page, 两个Page和四个Page等...)，不在Normal调用的设计内的存储器块将不但会被调用，这样一来拿出PoolArena。

便看MemoryRegionCache, 它在表面上是一个缓冲区，同一缓冲区内的所有有数据流可以看认真是该调用用到过的同一的设计的存储器块。同时，它还有个size属性掌控缓冲区太短(缓冲区满后，将不在调用该的设计的存储器块，而是这样一来拿出PoolArena)。

当调用须要存储器时，但会不须从自己的PoolThreadCache中所回来相异一般来说的调用出水口(相异的链表)。然后便从链表中所回来出相异的设计的MemoryRegionCache。最后从其缓冲区中所取出存储器块来进行扣除。

Netty存储器私人机构总览和PooledByteBufAllocator获准存储器工序

在了解到了上述这么多表达方式后，通过一张图给大众缓和下眼中。

下面仅详细画了针对Heap Memory的部分，Directory Memory也是类似于的。

最后在由PooledByteBufAllocator作为正门，挂帅梳理一遍存储器获准的系统设计:

PooledByteBufAllocator.newHeapBuffer()开始获准存储器赚取调用本地的给定PoolThreadCache以及和调用加载的PoolArena 通过PoolArena扣除存储器，不须赚取ByteBuf单纯(也许是单纯出水口贮存的也也许是始创的)，在开始存储器扣除扣除前不须判断此次存储器的一般来说，设法从PoolThreadCache的回来不尽相同的设计的调用存储器块用到，不能则从PoolArena中所扣除存储器对于Normal一般来说存储器而言，从PoolChunkList的有数据流中所回来适当的PoolChunk来扣除存储器，如果不能则不须像OS获准一个PoolChunk，在由PoolChunk扣除也就是说的Page 对于Tiny和Small一般来说的存储器而言，从相异的PoolSubpage调用出水口中所回来存储器扣除，如果不能PoolSubpage，线但会到第5步，不须扣除PoolChunk，便由PoolChunk扣除Page给PoolSubpage用到对于Huge一般来说的存储器而言，不但会调用，但会在用的时候获准，无罪释放的时候这样一来贮存将给与的存储器给ByteBuf用到，就未完成了一次存储器获准的系统设计

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