Nginx系列三 内存池的设计

Posted 2020-09-19 slgkaifa

nginx的高性能的是用非常多细节来保证，epoll下的多路io异步通知。阶段细分化的异步事件驱动，那么在内存管理这一块也是用了非常大心血。上一篇我们讲到了slab分配器，我们能够能够看到那是对共享内存的管理的优化。Nginx在进程内也实现了自己的内存池，目的在于降低内存碎片，降低向操作系统的申请次数，减低模块开发难度。Nginx实现的内存池实际上非常easy：

Nginx内存池的管理是分大内存和小内存的，详细说来。Nginx在向系统初始化内存池后，当我们调用ngx_palloc申请小内存后，再调用ngx_free()  内存池是不负责回收的，只在销毁内存池时候一并销毁。

可是我们在ngx_palloc申请大于4KB的内存时候当我们ngx_free()的时候内存池是否则回收的，这一点很合理和自然，内存池未来提高内存的利用度，须要处理大内存的回收和再利用。

struct ngx_pool_s {
    ngx_pool_data_t       d;
    size_t                max;         //最大分配出去的大小
    ngx_pool_t           *current;
    ngx_chain_t          *chain;
    ngx_pool_large_t     *large;          //本内存池下的大内存域
    ngx_pool_cleanup_t   *cleanup;
    ngx_log_t            *log;
};

struct ngx_pool_large_s {
    ngx_pool_large_t     *next;      //大于4KB的内存管理（可回收再利用）
    void                 *alloc;
};

typedef struct {
    u_char               *last;
    u_char               *end; 
    ngx_pool_t           *next;          //管理内存池
    ngx_uint_t            failed;   //经验值 查找失败大于6次则又一次分配
} ngx_pool_data_t;

这三个数据结构构成了主要的内存池的主体.通过ngx_create_pool能够创建一个内存池,通过ngx_palloc能够从内存池中分配指定大小的内存。

能够看到是内存池对于内存的管理是区分大内存和小内存的，实际上大于4KB的申请，实际上是终于调用了malloc直接申请。只是兴许由Nginx的内存池来管理。

通常每个请求都有一个这样的简单独立的内存池，Nginx为每个TCP请求分配一个内存池，自然也为每个HTTP请求分配一个内存池，在连接释放后，销毁内存池，同一归还给操作系统。内存的分配管理消耗系统极少资源。总结一下内存池的优点：最大优点就是把多次向系统申请内存的　操作整合成一次。这大大降低了CPU的资源消耗。同一时候降低了内存碎片。
參考资料：《深入理解Nginx》  陶辉   

                  《深入剖析Nginx》 高凯群

                  Nginx开发从入门到精通