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memcached剖析--2.内存理解

 发布时间: 2016-12-21 11:57      原创:  朱凯      评论: .       .人查看

本文介绍memcached的内部构造的实现方式,以及内存的管理方式。另外,memcached的内部构造导致的弱点也将加以说明。

Slab Allocation机制:  整理内存以便重复使用

最近的memcached默认情况下采用了名为Slab Allocator的机制分配、管理内存。在该机制出现以前,内存的分配是通过对所有记录简单地进行malloc和free来进行的。但是,这种方式会导致内存碎片,加重操作系统内存管理器的负担,最坏的情况下,会导致操作系统比memcached进程本身还慢。Slab Allocator就是为解决该问题而诞生的。

下面来看看Slab Allocator的原理。下面是memcached文档中的slab allocator的目标:

the primary goal of the slabs subsystem in memcached was to eliminate memory fragmentation issues totally by using fixed-size memory chunks coming from a few predetermined size classes.

也就是说,Slab Allocator的基本原理是按照预先规定的大小,将分配的内存分割成特定长度的块, 以完全解决内存碎片问题。

Slab Allocation的原理相当简单。 将分配的内存分割成各种尺寸的块(chunk), 并把尺寸相同的块分成组(chunk的集合)

memcached

而且,slab allocator还有重复使用已分配的内存的目的。也就是说,分配到的内存不会释放,而是重复利用。

Slab Allocation的主要术语

Page

分配给Slab的内存空间,默认是1MB。分配给Slab之后根据slab的大小切分成chunk。

Chunk

用于缓存记录的内存空间。

Slab Class

特定大小的chunk的组。

在Slab中缓存记录的原理

下面说明memcached如何针对客户端发送的数据选择slab并缓存到chunk中。

memcached根据收到的数据的大小,选择最适合数据大小的slab。 memcached中保存着slab内空闲chunk的列表,根据该列表选择chunk, 然后将数据缓存于其中。

memcached.png

实际上,Slab Allocator也是有利也有弊。下面介绍一下它的缺点。

Slab Allocator的缺点

Slab Allocator解决了当初的内存碎片问题,但新的机制也给memcached带来了新的问题。

这个问题就是,由于分配的是特定长度的内存,因此无法有效利用分配的内存。

例如,将100字节的数据缓存到128字节的chunk中,剩余的28字节就浪费了

memcached

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