nginx 記憶體池

nginx對記憶體的管理由其內部的記憶體池實現，nginx在/src/os/unix/ngx_alloc.h/.c中定義了基本的記憶體分配操作，如malloc等。記憶體池部分的操作在/src/core/ngx_palloc.(h/c)中實現。

乙個基本的nginx記憶體池結構如下所示

由上圖可知，nginx通過將多個記憶體塊串聯成煉表以形成乙個記憶體池的，其中每個記憶體塊都包含了乙個固定頭部（如每個記憶體塊頭部的藍色部分d），固定頭部記錄了每個記憶體塊的記憶體使用相關資訊，同時每個記憶體池還包含了乙個頭部（如鍊錶首個元素的紅色部分），其中儲存了記憶體池的相關資訊。

typedef struct  ngx_pool_data_t;

sizeof（ngx_pool_data_t）=16位元組，即記憶體池中除了頭節點外的其他每個節點的起始16位元組都是用來儲存該記憶體塊的使用資訊的。

struct ngx_pool_s ;

sizeof（struct ngx_pool_s ）=40，即記憶體池頭節點的前40個位元組是用於儲存整個記憶體池和當前節點的相關資訊的。

記憶體池主要提供了以下操作：

下面將依次進行介紹。

ngx_pool_t *ngx_create_pool(size_t size, ngx_log_t *
log)

eg：當執行完ngx_create_pool（1024，log）後，得到的結果如下：

則當前記憶體池只有乙個節點，在該節點的前40位元組中記錄了當前記憶體池的相關資訊，而從p->d.last到p->d.end之間的984位元組可用於記憶體分配，因此p->max=984

void
*ngx_palloc(ngx_pool_t *pool, size_t size)
p = p->d.next; //1、 2當前記憶體塊中剩餘空間不足以滿足要求，則依次變了記憶體池的下乙個節點，以找到有足夠剩餘空間的記憶體塊，並分配記憶體
} while (p);
return ngx_palloc_block(pool, size); //1、3記憶體池中所有節點都不滿足要求，則重新分配乙個記憶體塊
}return ngx_palloc_large(pool, size); //2、大塊分配，分配乙個大塊記憶體，並加入到large鍊錶中
}

由上可知，在nginx記憶體池中申請記憶體主要分為兩種情況：

待分配的記憶體size< p->max，即可以在記憶體池中一次分配成功，為小塊分配

所需記憶體size>p->max，即超過了記憶體池每次可分配的最大空間，為大塊分配

對於小塊分配，可能有以下幾種情況：

1、在記憶體池當前可用節點中可以分配成功

2、在記憶體池的其他可用節點中可以分配成功

3、當前記憶體池中的所有節點都不滿足要求，此時則需要重新建立乙個記憶體塊，由於size<= p->max，因此此時可以分配成功

對於以上三種情況，分別如下圖所示。

1、當所需記憶體size=300位元組時，在記憶體池鍊錶的當前節點中就可以分配成功，直接在當前節點中分配

2、當所需記憶體size=600位元組時，記憶體池的當前節點不足以分配所需大小的記憶體，因此遍歷鍊錶，找到下乙個滿足要求的節點，在該節點中分配記憶體，如圖所示，此時在第二個節點中可以滿足要求

3、當所需記憶體size=800位元組時，記憶體池所有節點都不足以分配該大小的記憶體，因此需要重新建立乙個節點，對於乙個新節點，其可用空間為1024-16=1008位元組》（p->max），因此一定可以滿足要求

對於大塊分配，如size=1000>(p->max)時，則需要呼叫 ngx_palloc_large(pool, size); 分配乙個大塊記憶體，並將其插入到記憶體池大塊記憶體鍊錶large鍊錶的頭部。

另一種記憶體分配ngx_pnalloc()與此操作基本相同，只是不再要求返回的記憶體位址是位元組對齊的。

重置記憶體池的操作主要是釋放large鍊錶中的所有大塊記憶體，重置所有小塊記憶體的起始位址和失敗次數，並將記憶體池的current指向記憶體池的頭節點

void
ngx_reset_pool(ngx_pool_t *pool)
}for (p = pool; p; p = p->d.next) 
pool->current = pool; //將記憶體池的current指標指向記憶體池的頭節點
pool->chain =
null;
pool->large =
null;
}

在nginx中，使用者只能主動釋放大塊記憶體，小塊記憶體需要等待記憶體池銷毀時才能一起釋放

ngx_int_t
ngx_pfree(ngx_pool_t *pool, void
*p) //只能釋放large鍊錶中的記憶體塊，記憶體池中的其他節點只能等到記憶體池銷毀時統一釋放
}return ngx_declined;
}

nginx銷毀記憶體池所執行的主要操作包括：依次執行每個清理函式，釋放所有的大塊記憶體，釋放所有的小塊記憶體

void
ngx_destroy_pool(ngx_pool_t *pool)
}for (l = pool->large; l; l = l->next) 
}for (p = pool, n = pool->d.next; /* void */; p = n, n = n->d.next) }}

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