Nginx源码阅读笔记-内存池的设计

nginx中所有请求都单独对应一个内存池，在这个请求的过程中，所有涉及到内存分配的地方，都到该请求相关的内存池中处理，而中间不会去释放回收内存，内存池的生命周期与请求一样，请求完毕则直接回收内存。这样的好处在于：统一分配和统一释放，降低了内存泄露问题的出现。

nginx的内存池设计的比较简单了，一个内存池中分为两个部分：

• 超过max大小的内存分配，走大块内存分配，这部分内存管理由ngx_pool_large_t结构体负责。
• 否则就是在ngx_pool_t遍历符合要求的ngx_pool_t结构体，找到符合要求大小的pool直接返回，否则就申请一块新的内存pool。

ngx_pool_data_t

先来看结构体ngx_pool_data_t，它存储每个ngx_pool_t结构体的meta元数据：

• u_char *last：指向分配空间的可用空间。
• u_char *end：指向分配空间的最后位置。
• ngx_pool_t *next：指向下一个ngx_pool_t指针。
• ngx_uint_t failed：存储本ngx_pool_t结构体分配失败次数。

failed成员的引入是为了避免某个pool虽然还有可用的空间，但是由于空间很小了所以经常性的分配空间失败，当累计失败的次数达到某个阈值时，下一次再次查找内存就直接跳过这个pool，而去寻找内存池链表中的下一个pool。

ngx_pool_large_t

ngx_pool_large_t结构体用于保存大内存块，这一块就比较简单粗暴了，直接分配一块大内存来使用。另外，多个大内存块之间也是以链表形式来组织数据。

// 管理超大空间的结构体
struct ngx_pool_large_s {
  // 指向下一个指针
  ngx_pool_large_t     *next;
  // 直接指向内存区域的指针
  void                 *alloc;
};

ngx_pool_t

再来看ngx_pool_t结构体，该数据结构用于表示一个内存池，内存池内部以链表形式来组织数据。如下图：

需要说明的是：

• 内存池内部以链表形式组织起来，完成这个工作的就是前面的ngx_pool_data_t的next成员。
• current指针，用于表示当前该内存池在使用的pool指针。除了内存池链表的头结点之外，内存池链表其他节点的该指针无效。之所以需要这个指针，就是前面提到的，在某个内存池多次失效的情况下，下一次直接跳过该内存池查找空间，current指针保存当前在内存池链表的哪一个内存池上面查找空间。
• large指针，指向ngx_pool_large_t结构体，管理大块内存。

有了以上数据结构的了解，从内存池分配内存的流程就很简单了：