Netty源码分析（八）—内存池分析

最新推荐文章于 2025-04-10 19:58:24 发布

zhenyutu

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分类专栏： netty4 Netty源码分析文章标签： netty4

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本文详细介绍了Netty内存池的设计，包括内存数据结构、内存池的入口PoolByteBufAllocator、内存块PoolArena以及分配基本单元PoolChunk。Netty内存池采用Slab和Buddy分配思想，减少内存碎片和浪费。内存池分为Arena、ChunkList、Chunk、Page、SubPage五级，通过PoolByteBufAllocator进行内存分配，使用PoolArena缓解高并发下的线程竞争，提高内存分配效率。

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Netty源码分析（八）—内存池分析

Netty内存池是将内存的分配管理起来减少内存碎片和避免内存浪费，Netty内存池参考了Slab分配和Buddy分配思想；Slab分配是将内存分割成大小不等的内存块，在用户线程请求时根据请求的内存大小分配最为贴近size的内存快，减少了内存碎片同时避免了内存浪费；Buddy分配是把一块内存块等量分割，回收时候进行合并，尽可能保证系统中有足够大的连续内存；

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(0) 内存数据结构

内存分级从上到下主要分为：Arena，ChunkList，Chunk，Page，SubPage五级；

这里写图片描述

PooledArena是一块连续的内存块，为了优化并发性能在Netty内存池中存在一个由多个Arena组成的数组，在多个线程进行内存分配时会按照轮询策略选择一个Arena进行内存分配；
- 一个PoolArena内存块是由两个SubPagePools(用来存储零碎内存)和多个ChunkList组成，两个SubpagePools数组分别为tinySubpagePools和smallSubpagePools。每个ChunkList里包含多个Chunk按照双向链表排列，每个Chunk里包含多个Page（默认2048个），每个Page（默认大小为8k字节）由多个Subpage组成。
- 每个ChunkList里包含的Chunk数量会动态变化，比如当该chunk的内存利用率变化时会向其它ChunkList里移动。


final PooledByteBufAllocator parent;

private final int maxOrder;
final int pageSize;
final int pageShifts;
final int chunkSize;
final int subpageOverflowMask;
final int numSmallSubpagePools;
final int directMemoryCacheAlignment;
final int directMemoryCacheAlignmentMask;

private final PoolSubpage<T>[] tinySubpagePools;
private final PoolSubpage<T>[] smallSubpagePools;

private final PoolChunkList<T> q050;
private final PoolChunkList<T> q025;
private final PoolChunkList<T> q000;
private final PoolChunkList<T> qInit;
private final PoolChunkList<T> q075;
private final PoolChunkList<T> q100;

内存池内存分配规则
- 对于小于PageSize大小的内存分配，会在tinySubPagePools和smallSubPagePools中分配，tinySubPagePools用来分配小于512字节的内存，smallSubPagePools用来分配大于512字节小于PageSize的内存；
- 对于大于PageSize小于ChunkSize的内存分配，会在PoolChunkList中的Chunk中分配
- 对于大于ChunkSize的内存分配，会之间直接创建非池化的Chunk来分配，并且该Chunk不会放在内存池中重用。