Netty内存池ByteBuf 内存回收
内存池ByteBuf 内存回收:
在前面的章节中我们有提到, 堆外内存是不受JVM 垃圾回收机制控制的, 所以我们分配一块堆外内存进行ByteBuf 操作时, 使用完毕要对对象进行回收, 本节就以PooledUnsafeDirectByteBuf 为例讲解有关内存分配的相关逻辑。PooledUnsafeDirectByteBuf 中内存释放的入口方法是其父类AbstractReferenceCountedByteBuf 中的release()方法：
public boolean release() { return release0(1); }
private boolean release0(int decrement) {
for (;;) {
int refCnt = this.refCnt;
if (refCnt < decrement) {
throw new IllegalReferenceCountException(refCnt, -decrement);
}
if (refCntUpdater.compareAndSet(this, refCnt, refCnt - decrement)) {
if (refCnt == decrement) {
deallocate();
return true;
}
return false;
}
}
}
if (refCnt == decrement) 中判断当前byteBuf 是否没有被引用了, 如果没有被引用, 则通过deallocate()方法进行释放。因为我们是以PooledUnsafeDirectByteBuf 为例, 所以这里会调用其父类PooledByteBuf 的deallocate()方法：
protected final void deallocate() { if (handle >= 0) { final long handle = this.handle;
//表示当前的ByteBuf 不再指向任何一块内存 this.handle = -1;
//这里将memory 也设置为null memory = null;
//这一步是将ByteBuf 的内存进行释放 chunk.arena.free(chunk, handle, maxLength, cache);
//将对象放入的对象回收站, 循环利用 recycle(); } }
跟进 free 方法：
void free(PoolChunk<T> chunk, long handle, int normCapacity, PoolThreadCache cache) { //是否为unpooled if (chunk.unpooled) { int size = chunk.chunkSize(); destroyChunk(chunk); activeBytesHuge.add(-size); deallocationsHuge.increment(); } else { //那种级别的Size SizeClass sizeClass = sizeClass(normCapacity); //加到缓存里 if (cache != null && cache.add(this, chunk, handle, normCapacity, sizeClass)) { return; }
//将缓存对象标记为未使用 freeChunk(chunk, handle, sizeClass); } }
首先判断是不是unpooled, 我们这里是Pooled, 所以会走到else 块中：sizeClass(normCapacity)计算是哪种级别的size, 我们按照tiny 级别进行分析；cache.add(this, chunk, handle, normCapacity, sizeClass)是将当前当前ByteBuf 进行缓存；我们之前讲过, 再分配ByteBuf 时首先在缓存上分配, 而这步, 就是将其缓存的过程, 继续跟进去：
boolean add(PoolArena<?> area, PoolChunk chunk, long handle, int normCapacity, SizeClass sizeClass) { //拿到MemoryRegionCache 节点 MemoryRegionCache<?> cache = cache(area, normCapacity, sizeClass); if (cache == null) { return false; }
//将chunk, 和handle 封装成实体加到queue 里面 return cache.add(chunk, handle); }
首先根据根据类型拿到相关类型缓存节点, 这里会根据不同的内存规格去找不同的对象, 我们简单回顾一下, 每个缓存对象都包含一个queue, queue 中每个节点是entry, 每一个entry 中包含一个chunk 和handle, 可以指向唯一的连续的内存，我们跟到cache 中：
private MemoryRegionCache<?> cache(PoolArena<?> area, int normCapacity, SizeClass sizeClass) { switch (sizeClass) { case Normal: return cacheForNormal(area, normCapacity); case Small: return cacheForSmall(area, normCapacity); case Tiny: return cacheForTiny(area, normCapacity); default: throw new Error(); } }
假设我们是tiny 类型, 这里就会走到cacheForTiny(area, normCapacity)方法中, 跟进去：
private MemoryRegionCache<?> cacheForTiny(PoolArena<?> area, int normCapacity) { int idx = PoolArena.tinyIdx(normCapacity); if (area.isDirect()) { return cache(tinySubPageDirectCaches, idx); } return cache(tinySubPageHeapCaches, idx); }
这个方法我们之前剖析过, 就是根据大小找到第几个缓存中的第几个缓存, 拿到下标之后, 通过cache 去超相对应的缓存对象：
private static <T> MemoryRegionCache<T> cache(MemoryRegionCache<T>[] cache, int idx) { if (cache == null || idx > cache.length - 1) { return null; } return cache[idx]; }
我们这里看到, 是直接通过下标拿的缓存对象，回到add()方法中：
boolean add(PoolArena<?> area, PoolChunk chunk, long handle, int normCapacity, SizeClass sizeClass) { //拿到MemoryRegionCache 节点 MemoryRegionCache<?> cache = cache(area, normCapacity, sizeClass); if (cache == null) { return false; } //将chunk, 和handle 封装成实体加到queue 里面 return cache.add(chunk, handle); }
这里的cache 对象调用了一个add 方法, 这个方法就是将chunk 和handle 封装成一个entry 加到queue 里面，我们跟到add()方法中：
public final boolean add(PoolChunk<T> chunk, long handle) { Entry<T> entry = newEntry(chunk, handle); boolean queued = queue.offer(entry); if (!queued) { // If it was not possible to cache the chunk, immediately recycle the entry entry.recycle(); } return queued; }
我们之前介绍过, 从在缓存中分配的时候从queue 弹出一个entry, 会放到一个对象池里面, 而这里Entry<T> entry =newEntry(chunk, handle) 就是从对象池里去取一个entry 对象, 然后将chunk 和handle 进行赋值， 然后通过queue.offer(entry)加到queue，我们回到free()方法中：
void free(PoolChunk<T> chunk, long handle, int normCapacity, PoolThreadCache cache) { //是否为unpooled if (chunk.unpooled) { int size = chunk.chunkSize(); destroyChunk(chunk); activeBytesHuge.add(-size); deallocationsHuge.increment(); } else { //那种级别的Size SizeClass sizeClass = sizeClass(normCapacity); //加到缓存里 if (cache != null && cache.add(this, chunk, handle, normCapacity, sizeClass)) { return; } //将缓存对象标记为未使用 freeChunk(chunk, handle, sizeClass); } }
这里加到缓存之后, 如果成功, 就会return, 如果不成功, 就会调用freeChunk(chunk, handle, sizeClass)方法, 这个方法的意义是, 将原先给ByteBuf 分配的内存区段标记为未使用，跟进freeChunk()简单分析下：
void freeChunk(PoolChunk<T> chunk, long handle, SizeClass sizeClass) { final boolean destroyChunk;//销毁标志 synchronized (this) { switch (sizeClass) {//区分大小类型 case Normal: ++deallocationsNormal; break; case Small: ++deallocationsSmall; break; case Tiny: ++deallocationsTiny; break; default: throw new Error(); }//执行销毁 destroyChunk = !chunk.parent.free(chunk, handle); } if (destroyChunk) { // destroyChunk not need to be called while holding the synchronized lock. destroyChunk(chunk); } }
我们再跟到free()方法中：
boolean free(PoolChunk<T> chunk, long handle) { chunk.free(handle); if (chunk.usage() < minUsage) { remove(chunk); // Move the PoolChunk down the PoolChunkList linked-list. return move0(chunk); } return true; }
chunk.free(handle)的意思是通过chunk 释放一段连续的内存，再跟到free()方法中：
void free(long handle) { int memoryMapIdx = memoryMapIdx(handle); int bitmapIdx = bitmapIdx(handle); if (bitmapIdx != 0) { // free a subpage PoolSubpage<T> subpage = subpages[subpageIdx(memoryMapIdx)]; assert subpage != null && subpage.doNotDestroy; // Obtain the head of the PoolSubPage pool that is owned by the PoolArena and synchronize on it. // This is need as we may add it back and so alter the linked-list structure. PoolSubpage<T> head = arena.findSubpagePoolHead(subpage.elemSize); synchronized (head) { if (subpage.free(head, bitmapIdx & 0x3FFFFFFF)) { return; } } } freeBytes += runLength(memoryMapIdx); setValue(memoryMapIdx, depth(memoryMapIdx)); updateParentsFree(memoryMapIdx); }
if (bitmapIdx != 0)这里判断是当前缓冲区分配的级别是Page 还是Subpage, 如果是Subpage, 则会找到相关的Subpage 将其位图标记为0，如果不是subpage, 这里通过分配内存的反向标记, 将该内存标记为未使用。这段逻辑大家可以自行分析, 如果之前分配相关的知识掌握扎实的话, 这里的逻辑也不是很难。回到PooledByteBuf 的deallocate方法中：
protected final void deallocate() { if (handle >= 0) { final long handle = this.handle; //表示当前的ByteBuf 不再指向任何一块内存 this.handle = -1; //这里将memory 也设置为null memory = null; //这一步是将ByteBuf 的内存进行释放 chunk.arena.free(chunk, handle, maxLength, cache); //将对象放入的对象回收站, 循环利用 recycle(); } }
最后, 通过recycle()将释放的ByteBuf 放入对象回收站,以上就是内存回收的大概逻辑。
