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threadcache是每个线程独享#xff0c;而centralcache是多线程共享#xff0c;需要加锁#xff08;桶锁#xff09;一个桶一个锁 解决外碎片问题#xff1a;内碎片#xff1a;申请大小超过实际大小#xff1b;外碎片#xff1a;空间碎片不连续#x…Central cache
threadcache是每个线程独享而centralcache是多线程共享需要加锁桶锁一个桶一个锁 解决外碎片问题内碎片申请大小超过实际大小外碎片空间碎片不连续导致无法申请大块空间
span
在存储管理中span是一个术语用于描述连续的内存块或磁盘块的范围。
在内存管理中一个span通常是一系列连续的内存页或内存块它们被分配给一个进程或数据结构。一个span的大小可以根据需求而变化通常是以页的大小为单位进行分配。
在磁盘管理中一个span通常是一系列连续的磁盘块它们被分配给一个文件或数据结构。一个span的大小可以根据需求而变化通常是以磁盘块的大小为单位进行分配。
使用span的好处是可以提高内存或磁盘的利用率避免了碎片化的问题。通过分配连续的span可以更有效地利用存储资源并提高数据的读写性能。 span设计成双向链表 带头双向循环插入删除更加高效 32位机器和64位机器的页数不同 使用条件编译在预处理阶段解决
#ifdef _WIN32typedef size_t PAGE_ID;
#elif _WIN64typedef unsigned long long PAGE_ID;
#endif但是在64位下还是会有问题 所有要调换顺序
#ifdef _WIN64typedef unsigned long long PAGE_ID;
#elif _WIN32typedef size_t PAGE_ID;
#endif// 管理多个连续页大块内存跨度结构
struct Span
{PAGE_ID _pageId 0; // 大块内存起始页的页号size_t _n 0; // 页的数量Span* _next nullptr; // 双向链表结构Span* _prev nullptr;size_t _useCount 0; // 切好小块内存被分配给thread cache的计数void* _freeList nullptr; // 切好的小块内存的自由链表
};// 带头双向循环链表
class SpanList
{
public:SpanList(){_head new Span;_head-_next _head;_head-_prev _head;}Span* Begin(){return _head-_next;}Span* End(){return _head;}bool Empty(){return _head-_next _head;}void PushFront(Span* span){Insert(Begin(), span);}Span* PopFront(){Span* front _head-_next;Erase(front);return front;}void Insert(Span* pos, Span* newSpan){assert(pos);assert(newSpan);Span* prev pos-_prev;// prev newspan posprev-_next newSpan;newSpan-_prev prev;newSpan-_next pos;pos-_prev newSpan;}void Erase(Span* pos){assert(pos);assert(pos ! _head); //不能删除哨兵位Span* prev pos-_prev;Span* next pos-_next;prev-_next next;next-_prev prev;//不去删除因为空间是要还给下一层}private:Span* _head;
public:std::mutex _mtx; // 桶锁
};CentralCache类
只能有一个所以采用单例模式
// 单例模式
class CentralCache
{
public:static CentralCache* GetInstance(){return _sInst;}// 获取一个非空的spanSpan* GetOneSpan(SpanList list, size_t byte_size);// 从中心缓存获取一定数量的对象给thread cachesize_t FetchRangeObj(void* start, void* end, size_t batchNum, size_t size);private:SpanList _spanLists[NFREELIST];private:CentralCache(){}CentralCache(const CentralCache) delete;static CentralCache _sInst;
};threadcache从centralcache中获取span
首先明确一次获取的数量
// 一次thread cache从中心缓存获取多少个static size_t NumMoveSize(size_t size){assert(size 0);// [2, 512]一次批量移动多少个对象的(慢启动)上限值// 小对象一次批量上限高// 小对象一次批量上限低int num MAX_BYTES / size;if (num 2)num 2;if (num 512)num 512;return num;}实现获取逐步递增。获取一个时直接返回就行不是一个时先将其串联起来再返回头
void* ThreadCache::FetchFromCentralCache(size_t index, size_t size)
{// 慢开始反馈调节算法// 1、最开始不会一次向central cache一次批量要太多因为要太多了可能用不完// 2、如果你不要这个size大小内存需求那么batchNum就会不断增长直到上限// 3、size越大一次向central cache要的batchNum就越小// 4、size越小一次向central cache要的batchNum就越大size_t batchNum min(_freeLists[index].MaxSize(), SizeClass::NumMoveSize(size));if (_freeLists[index].MaxSize() batchNum){_freeLists[index].MaxSize() 1;}void* start nullptr;void* end nullptr;size_t actualNum CentralCache::GetInstance()-FetchRangeObj(start, end, batchNum, size);assert(actualNum 0);if (actualNum 1){assert(start end);return start;}else{_freeLists[index].PushRange(NextObj(start), end);return start;}
}完善自由链表
//管理切分好的小对象的自由链表
class FreeList
{
public:void Push(void* obj){assert(obj);// 头插//*(void**)obj _freeList;NextObj(obj) _freeList;_freeList obj;}void PushRange(void* start, void* end){NextObj(end) _freeList;_freeList start;}void* Pop(){assert(_freeList);// 头删void* obj _freeList;_freeList NextObj(obj);return obj;}bool Empty(){return _freeList nullptr;}size_t MaxSize(){return _maxSize;}
private:void* _freeList;size_t _maxSize 1;
};实现FetchRangobj
// 从中心缓存获取一定数量的对象给thread cache
size_t CentralCache::FetchRangeObj(void* start, void* end, size_t batchNum, size_t size)
{size_t index SizeClass::Index(size);_spanLists[index]._mtx.lock();Span* span GetOneSpan(_spanLists[index], size);assert(span);assert(span-_freeList);// 从span中获取batchNum个对象// 如果不够batchNum个有多少拿多少start span-_freeList;end start;size_t i 0;size_t actualNum 1;while (i batchNum - 1 NextObj(end) ! nullptr){end NextObj(end);i;actualNum;}span-_freeList NextObj(end);NextObj(end) nullptr;span-_useCount actualNum;_spanLists[index]._mtx.unlock();return actualNum;
}
