Nginx 源码学习动态数组

Posted 2022-02-03 看，未来

文章目录

• • 结构图
  • 结构定义
  • 创建数组
  • 销毁数组
  • 添加元素操作

结构图

1、nginx的数组只存储比较小的数据
2、数组的元素长度在创建数组的时候就固定死了。但是数组个数，会自动扩容。
3、数组的数据结构和元素内存都会分配在Nginx的pool内存池上。
4、数组回收会去检查pool内存池，看是否可以将数组内存交还给内存池。

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结构定义

/* 数组Array数据结构 */
typedef struct 
    void        *elts; 		/* 指向数组第一个元素指针*/
    ngx_uint_t   nelts; 	/* 未使用元素的索引*/
    size_t       size; 		/* 每个元素的大小，元素大小固定*/
    ngx_uint_t   nalloc;	/* 分配多少个元素 */
    ngx_pool_t  *pool;  	/* 内存池*/
 ngx_array_t;

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创建数组

/**
 * 初始化一个数组
 * p:内存池容器
 * n：支持多少个数组元素
 * size:每个元素的大小
 */
ngx_array_t *
ngx_array_create(ngx_pool_t *p, ngx_uint_t n, size_t size)

    ngx_array_t *a;
 
    /* 在内存池 pool上面 分配一段内存给 ngx_array数据结构*/
    a = ngx_palloc(p, sizeof(ngx_array_t));
    if (a == NULL) 
        return NULL;
    
 
    /**
     *  数组初始化，并且分配内存空间给数组元素
     *  PS:这边数组的数据结构和数组元素的存储分成了两次在pool上分配，笔者认为可以一次进行分配
     *  但是Nginx是多进程的，程序执行流程是线性的，所以分两次分配也无伤大雅。
     */
    if (ngx_array_init(a, p, n, size) != NGX_OK) 
        return NULL;
    
 
    return a;

创建数组后内存池的结构如下：

static ngx_inline ngx_int_t
ngx_array_init(ngx_array_t *array, ngx_pool_t *pool, ngx_uint_t n, size_t size)

    /*
     * set "array->nelts" before "array->elts", otherwise MSVC thinks
     * that "array->nelts" may be used without having been initialized
     */
 
    /* 初始化数组成员，注意：nelts必须比elts先初始化 */
    array->nelts = 0;
    array->size = size;
    array->nalloc = n;
    array->pool = pool;
 
    /* 分配数组数据域所需要的内存 */
    array->elts = ngx_palloc(pool, n * size);
    if (array->elts == NULL) 
        return NGX_ERROR;
    
 
    return NGX_OK;

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销毁数组

销毁动作实际上就是修改内存池的 last 指针，即数组的内存被内存池回收，并没有调用 free 等释放内存的操作。

void
ngx_array_destroy(ngx_array_t *a)

    ngx_pool_t  *p;
 
    p = a->pool;
 
    /*
     * 如果数组元素的末尾地址和内存池pool的可用开始的地址相同
     * 则将内存池pool->d.last移动到数组元素的开始地址，相当于清除当前数组的内容
     */
    if ((u_char *) a->elts + a->size * a->nalloc == p->d.last) 	//先销毁数组数据区
        p->d.last -= a->size * a->nalloc;
    
 
    if ((u_char *) a + sizeof(ngx_array_t) == p->d.last) 	//接着销毁数组头
        p->d.last = (u_char *) a;
    

有点奇怪哈。。。
那个调整 last 的条件有点苛刻了吧？？？
这能进入分支么？
欲知后事如何，且听下回分解哈哈

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添加元素操作

实际的添加操作并不在这两个函数中完成，例如ngx_array_push返回可以在该数组数据区中添加这个元素的位置，ngx_array_push_n则返回可以在该数组数据区中添加n个元素的起始位置，而添加操作即在获得添加位置之后进行

void *ngx_array_push(ngx_array_t *a)

    void        *elt, *new;
    size_t       size;
    ngx_pool_t  *p;

    if (a->nelts == a->nalloc) 	//数组数据区满

        /* the array is full */

        size = a->size * a->nalloc;	//这是干嘛，有点猛啊，哦，size是局部变量

        p = a->pool;

        if ((u_char *) a->elts + size == p->d.last
            && p->d.last + a->size <= p->d.end)		//还没弹尽粮绝呢？那也不对啊，怎么是小等于，那不就会山穷水尽吗
        																			//除非，这个end指的是最后一块内存，而不是最后一位地址
            /*
             * the array allocation is the last in the pool
             * and there is space for new allocation
             */

            p->d.last += a->size;
            a->nalloc++;
	
         else 		
            /* allocate a new array */

            new = ngx_palloc(p, 2 * size);	//否则，扩展数组数据区为原来的2倍
            if (new == NULL) 
                return NULL;
            

            ngx_memcpy(new, a->elts, size);	//将原来数据区的内容拷贝到新的数据区
            a->elts = new;
            a->nalloc *= 2;		//转移数据后，并未释放原来的数据区，内存池将统一释放
        
    

    elt = (u_char *) a->elts + a->size * a->nelts;
    a->nelts++;

    return elt;	//返回该末尾指针，即下一个元素应该存放的位置



void *ngx_array_push_n(ngx_array_t *a, ngx_uint_t n)

    void        *elt, *new;
    size_t       size;
    ngx_uint_t   nalloc;
    ngx_pool_t  *p;

    size = n * a->size;

    if (a->nelts + n > a->nalloc) 

        /* the array is full */

        p = a->pool;

        if ((u_char *) a->elts + a->size * a->nalloc == p->d.last
            && p->d.last + size <= p->d.end)
        
            /*
             * the array allocation is the last in the pool
             * and there is space for new allocation
             */

            p->d.last += size;
            a->nalloc += n;

         else 
            /* allocate a new array */

            nalloc = 2 * ((n >= a->nalloc) ? n : a->nalloc);

            new = ngx_palloc(p, nalloc * a->size);
            if (new == NULL) 
                return NULL;
            

            ngx_memcpy(new, a->elts, a->nelts * a->size);
            a->elts = new;
            a->nalloc = nalloc;
        
    

    elt = (u_char *) a->elts + a->size * a->nelts;
    a->nelts += n;

    return elt;

向数组中添加元素实际上也是在修该内存池的last指针(若数组数据区满)及数组头信息，即使数组满了，需要扩展数据区内容，也只需要内存拷贝完成，并不需要数据的移动操作，这个效率也是相当高的。

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