netty内存-PoolSubpage分析

前面讲过PoolChunk最小得分配单位是page，而page得默认大小是8k，但在实际应用当中，会有很多的小数据，如果小数据也占用一个page的话。那无疑内存将会大大的浪费。针对这种情况，netty就建了个新东西叫PoolSubpage。PoolSubpage的工作和PoolChunk类似，只是PoolSubpage所管理的内存块远小于PoolChunk，且PoolSubpage的内存是从chunk的最深那一层分割的。

首先，看下PoolSubpage的字段

    final PoolChunk<T> chunk;//所属的poolChunkprivate final int memoryMapIdx;//poolchunk的idprivate final int runOffset;//当前page在chunk里的偏移量private final int pageSize;//page大小private final long[] bitmap;//各个poolsubpage的使用状态PoolSubpage<T> prev;//前节点PoolSubpage<T> next;boolean doNotDestroy;//是否能清除int elemSize;//把page分割的大小private int maxNumElems;//总共有多少个elemprivate int bitmapLength;//bitmap需要用到的长度private int nextAvail;//下一个可用节点位置private int numAvail;//可用节点的数量

PollSubPage的字段就只有这些，需要特别注意的就是bitmap，是个long类型的数组，long是64位，每一位都代表多应的节点是否可用。

构造方法

     PoolSubpage(PoolSubpage<T> head, PoolChunk<T> chunk, int memoryMapIdx, int runOffset, int pageSize, int elemSize) {this.chunk = chunk;this.memoryMapIdx = memoryMapIdx;this.runOffset = runOffset;this.pageSize = pageSize;bitmap = new long[pageSize >>> 10]; // pageSize / 16 / 64init(head, elemSize);}

构造方法很简单，要注意的就是bitmap的长度赋值了。为什么会是 pageSize >>>10呢？那是因为用户请求分配的大小在内存分配这条链上已经被normalizeCapacity处理了，这个方法在PoolArena中，最小值是16，而long类型的长度是16，代表一个long类型的数据能表示64个节点是否已经被使用，所以要完整的表示所有的节点数是否被使用所需要的 long个数= pageSzie /16 / 64 =pageSize/（2^4*2^6）=pageSzie /2^10 =pageSize >>>10。

void init(PoolSubpage<T> head, int elemSize)

   //从IDE里可以看到，这个方法会在两个地方调用，1.初始化；2.subPage被回收后在分配void init(PoolSubpage<T> head, int elemSize) {doNotDestroy = true;this.elemSize = elemSize;//if (elemSize != 0) {//初始化maxNumElems = numAvail = pageSize / elemSize;//计算节点的最大值nextAvail = 0;//把下一节点置为可用bitmapLength = maxNumElems >>> 6;//得到bitmap的长度  相当于 / 64if ((maxNumElems & 63) != 0) {当个数小于64得话，maxNumElems >>> 6=0，所以需要补偿bitmapLength ++;}for (int i = 0; i < bitmapLength; i ++) {//把所有节点置为没有使用状态bitmap[i] = 0;}}//加入到池里，之所以要加入到池里是因为chunk分配了subPage，但并没有把subPage暴露出去，所以需要自己把自己加入到chunk.arena里，以便管理addToPool(head);}

构造方法和字段说完，下面来看看PoolSubPage的核心方法，

long allocate()

     long allocate() {if (elemSize == 0) {return toHandle(0);}//没有可用节点或已经被销毁了if (numAvail == 0 || !doNotDestroy) {return -1;}//获取到可用节点final int bitmapIdx = getNextAvail();//算出可用节点在bitmap里的索引int q = bitmapIdx >>> 6;//计算出long值得第几位表示这个索引int r = bitmapIdx & 63;assert (bitmap[q] >>> r & 1) == 0;//没被使用校验bitmap[q] |= 1L << r;//把long对应得位数置为1if (-- numAvail == 0) {//把可用节点数减一，等于0表示没有可用内存，就把subpage从arena里删除removeFromPool();}//返回获取到得内存索引，是一个long类型，其中高32位代表chunk得id，低32位代表subpage得idreturn toHandle(bitmapIdx);}

接下来看下是如何寻找节点得

    private int getNextAvail() {int nextAvail = this.nextAvail;if (nextAvail >= 0) {//下一节点可用，直接返回this.nextAvail = -1;return nextAvail;}return findNextAvail();}private int findNextAvail() {final long[] bitmap = this.bitmap;final int bitmapLength = this.bitmapLength;for (int i = 0; i < bitmapLength; i ++) {//对bitmap遍历long bits = bitmap[i];if (~bits != 0) {//取非，不等于0说明该long值上有位数是=0的，即说明没有使用完return findNextAvail0(i, bits);}}return -1;}private int findNextAvail0(int i, long bits) {final int maxNumElems = this.maxNumElems;final int baseVal = i << 6;for (int j = 0; j < 64; j ++) {if ((bits & 1) == 0) {//等于0说明该位置还没有被分配int val = baseVal | j;//得出在所有的节点里，这是第几个if (val < maxNumElems) {//小于最大节点数量，就返回这个节点return val;} else {break;}}bits >>>= 1;}return -1;}

到这里，PoolSubPage的分配内存，初始化就讲完了，除了一些位运算有点饶人外，其他的还是比较简单的。

最后看看PoolSubPage是怎么释放内存的

boolean free(PoolSubpage<T> head, int bitmapIdx)

        boolean free(PoolSubpage<T> head, int bitmapIdx) {if (elemSize == 0) {return true;}//获取到对应节点int q = bitmapIdx >>> 6;int r = bitmapIdx & 63;assert (bitmap[q] >>> r & 1) != 0;bitmap[q] ^= 1L << r;//设置位可用setNextAvail(bitmapIdx);//numAvail==0说明之前已经把subpage从arena里删除了，这里重新加入if (numAvail ++ == 0) {addToPool(head);return true;}if (numAvail != maxNumElems) {return true;} else {//下面一整段是做了下性能处理，if (prev == next) {return true;}doNotDestroy = false;removeFromPool();return false;}}

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百世经纶，扑街之路，不由分说

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