Netty---论内存池源设计的巧妙

一、整体内存池架构设计

顶层使用allocator分配内存，类似门面模式，将内存分配真正交给对应的arena。

二、PooledByteBufAllocator、Arena的创建

PooledByteBufAllocator构造的时候根据CPU核数创建了多个arena数组。

线程本地也存放了一个threadCache，threadLocalMap中保存的key是threadLocal对象，value是PoolThreadCache。

每个Arena里面创建了一组双向链表，根据使用率的不同保存不同的chunk信息。

三、内存分配

allocator调用分配内存的方法：

如果请求的容量在arena的subPage和threadCache中都没有对应规格(如果有，先哈希定位到对应的桶，再对头结点加锁)，需要到arena中的双向链表即Chunk那里分配内存。

subPage的规格如下图，桶节点上就是对应subPage能分配的大小。

subPage类关键代码如下：

bitmap在构造函数执行的时候就初始化长度为当前subPage的值除以64再加上一些其他信息长度。

bitmap管理subPage页的使用也很好理解，如果当前subPage页大小为4K，我们需要的空间是1024b，那计算出需要的页数是2K，如果对应页被占了，将bitmap上对应的bit位置为1即可。

如果arena中的threadCahe和subPage都无法分配成功，需要使用Chunk(16mb)分配内存，Netty中使用满二叉树进行维护的。满二叉树的叶子节点有2048个，一个节点拥有8k的空间。

其中PoolChunk中也有一个subPage数组对整个Chunk进行维护。

大致思想就是从根结点出发，深度优先搜索，知道找到合适的节点，将其占用，更新其父节点可以使用的内存空间。比如：当需要8K空间时，找到并占用16K节点的子节点，将16K节点可用空间从16K改为8K。