41、Linux内核Slab分配器详解

Linux内核Slab分配器详解

1. 理解内核Slab分配器

Slab分配器或Slab缓存位于页分配器之上。它的存在主要基于两个目的：
- 对象缓存 ：作为常见“对象”的缓存，这些对象是Linux内核中频繁分配的数据结构。内核在启动时会预先分配大量对象到多个Slab缓存中，当内核代码或设备驱动需要这些对象的内存时，直接向Slab分配器请求。如果对象已缓存，分配几乎是即时的，释放时也是如此。例如，网络和块I/O子系统的关键代码路径对性能要求高，网络栈的套接字缓冲区 sk_buff 、块层的 biovec 以及核心的 task_struct 数据结构等都会被内核自动缓存。此外，文件系统元数据结构（如 inode 和 dentry 结构）、内存描述符 struct mm_struct 等也会预先分配到Slab缓存中。
- 减少页分配器的高浪费（内部碎片） ：通过提供小的、大小合适的缓存，这些缓存通常是页的片段，来减少页分配器的内部碎片。

2. 查看Slab缓存的当前状态

可以通过多种方式查看Slab缓存的当前状态，如通过 proc 和 sysfs 文件系统查看原始视图，或使用各种前端实用工具（如 smem 、 vmstat 、 slabtop 、