Jemalloc 深入分析之配对堆Pairing Heap

为了更好的阅读效果，推荐下载pdf文档：
详细文章请参考：《jemalloc 深入分析》
https://github.com/everschen/tools/blob/master/DOC/Jemalloc.pdf
https://download.csdn.net/download/ip5108/10941278

2.1. 配对堆Pairing Heap
斐波那契堆主要有两个缺点：编程实现难度较大和实际效率没有理论的那么快（由于它的存储结构和四个指针）。Pairing Heap的提出就是弥补斐波那契堆的两个缺点——编程简单操作的时间复杂度和斐波那契堆一样。
Pairing Heap其实就是一个具有堆（最大堆或最小堆）性质的树，它的特性不是由它的结构决定的，而是由于它的操作（插入，合并，减小一个关键字等）决定的。
一个指针指向该节点的第一个孩子lchild，一个指向它的下个兄弟next，一个指向它的上个兄弟prev（对于最左边的兄弟则指向它的父亲），对于第一个孩子，prev属性表示该孩子的父结点；对于其他结点，prev属性表示该结点的左兄弟。

2.1.1. phn_merge_ordered
把大的作为小的树的最左孩子，插入配对树，小的树如果有孩子作为大的树的根节点的兄弟节点。

2.1.2. ph_merge_siblings
对兄弟节点两两进行merge，merge完后插入FIFO队尾（FIFO是单链表的），再进行后续节点的操作，直到只剩下一个元素为止。
由于一开始没有队尾节点，所以先进行一轮的merge操作，找到队尾和头，然后再进行循环的merge操作，直到只剩下一个节点为止。
排序后返回一个最小值的节点。

2.1.3. ph_merge_aux
对一个树作排序，找到一个最小值，作为树的root。

2.1.4. ph_merge_children
对孩子节点做排序操作，找到一个最小值。

2.1.5. a_prefix##first
对这个树作排序，找到一个最小值并返回。调用ph_merge_aux。

2.1.6. a_prefix##insert
如果树不为空，作为第一个兄弟节点。如果树为空作为root节点。
/* \

Treat the root as an aux list during insertion, and lazily \
merge during a_prefix##remove_first(). For elements that \
are inserted, then removed via a_prefix##remove() before the \
aux list is ever processed, this makes insert/remove \
constant-time, whereas eager merging would make insert \
O(log n). \

2.1.7. a_prefix##remove_first
对这个树作排序，找到一个最小值作为根节点，并且调用ph_merge_children，对孩子节点做排序操作，找到一个最小值作为树的新的根节点。返回原树的根节点。

2.1.8. a_prefix##remove
1）如果被删除的根节点，需要对树做merge。Merge后如果还是根节点，则需要对孩子节点做merge找到一个新的根节点。这样删除后树还是保持最小值在根节点。
2）如果被删除节点是最左孩子节点，则存在父节点。要不不存在父节点。
3）如果被删除节点是一个树，则可以对被删除节点所在的树的孩子节点进行merge，merge后从被删除节点所在的树找新的根节点，如果新的根节点存在，可以用这个节点代替被删除节点，如果该节点不存在，则直接删除这个节点。

2.1.9. 配对堆在jemalloc中的使用
主要用来管理arena_t的runs_avail，和arena_bin_t的runs。
Jemalloc 深入分析
Copyright 2013 Spreadtrum Communications Inc. 6
/* Generate pairing heap functions. */
ph_gen(static UNUSED, arena_run_heap_, arena_run_heap_t, arena_chunk_map_misc_t, ph_link, arena_snad_comp)
#define ph_gen(a_attr, a_prefix, a_ph_type, a_type, a_field, a_cmp)
a_attr void a_prefix##new(a_ph_type *ph)
a_attr bool a_prefix##empty(a_ph_type *ph)
a_attr a_type * a_prefix##first(a_ph_type *ph)
a_attr void a_prefix##insert(a_ph_type *ph, a_type *phn)
a_attr a_type * a_prefix##remove_first(a_ph_type *ph)
a_attr void a_prefix##remove(a_ph_type *ph, a_type *phn)
实际的定义函数如下：
static void arena_run_heap_new(arena_run_heap_t *ph)
static bool arena_run_heap_empty(arena_run_heap_t *ph)
static a_type * arena_run_heap_first(arena_run_heap_t *ph)
static void arena_run_heap_insert(arena_run_heap_t *ph, arena_chunk_map_misc_t *phn)
static a_type * arena_run_heap_remove_first(arena_run_heap_t *ph)
static void arena_run_heap_remove(arena_run_heap_t *ph, arena_chunk_map_misc_t phn)
/ Node structure. */
#define phn(a_type)
struct {
a_type *phn_prev;
a_type *phn_next;
a_type phn_lchild;
}
/ Root structure. */
#define ph(a_type)
struct {
a_type *ph_root;
}

typedef ph(arena_chunk_map_misc_t) arena_run_heap_t;
struct {
arena_chunk_map_misc_t ph_root;
};
struct arena_bin_s {
/

All operations on runcur, runs, and stats require that lock be
locked. Run allocation/deallocation are protected by the arena lock,
which may be acquired while holding one or more bin locks, but not
vise versa.
/
malloc_mutex_t lock;
/
Current run being used to service allocations of this bin’s size
class.
*/
arena_run_t runcur;
/
Heap of non-full runs. This heap is used when looking for an
existing run when runcur is no longer usable. We choose the
non-full run that is lowest in memory; this policy tends to keep
objects packed well, and it can also help reduce the number of
almost-empty chunks.
/ arena_run_heap_t runs;
/ Bin statistics. /
malloc_bin_stats_t stats;
};
struct arena_s {
Jemalloc 深入分析
Copyright 2013 Spreadtrum Communications Inc. 8
/ This arena’s index within the arenas array. /
unsigned ind;
……
/
Size-segregated address-ordered heaps of this arena’s available runs,
used for first-best-fit run allocation. Runs are quantized, i.e.
they reside in the last heap which corresponds to a size class less
than or equal to the run size.
*/ arena_run_heap_t runs_avail[NPSIZES];
};
phn(arena_chunk_map_misc_t) ph_link;
struct {
arena_chunk_map_misc_t *phn_prev;
arena_chunk_map_misc_t *phn_next;
arena_chunk_map_misc_t phn_lchild;
}
/
Each arena_chunk_map_misc_t corresponds to one page within the chunk, just
like arena_chunk_map_bits_t. Two separate arrays are stored within each
chunk header in order to improve cache locality.
/
struct arena_chunk_map_misc_s {
/
Linkage for run heaps. There are two disjoint uses:
1. arena_t’s runs_avail heaps.
1. arena_bin_t conceptually uses this linkage for in-use non-full
runs, rather than directly embedding linkage.
/ phn(arena_chunk_map_misc_t) ph_link;
union {
/ Linkage for list of dirty runs. /
arena_runs_dirty_link_t rd;
/ Profile counters, used for large object runs. */
union {
void *prof_tctx_pun;
prof_tctx_t prof_tctx;
};
/ Small region run metadata. */
arena_run_t run;
};
};
比较函数：arena_snad_comp，先比较arena_sn_comp，如果两个arena_chunk_map_misc_t 来自同一个chunk，则arena_sn_comp结果一样，再用arena_ad_comp直接比较两个地址。

详细文章请参考：《jemalloc 深入分析》
https://github.com/everschen/tools/blob/master/DOC/Jemalloc.pdf
https://download.csdn.net/download/ip5108/10941278

Jemalloc 深入分析之配对堆Pairing Heap相关推荐

配对堆Pairing Heap
前言最近做一道Dijkstra的题目,因为边数实在太大了(10910910^9),用STL的priority_queue直接超时(事实上还会MLE).有同学写配对堆的.刚好很久没学习新的数据结构了, ...
配对堆(Pairing Heap)
配对堆(Pairing Heap)是一个简单实用的min-heap结构(当然也可以做成max-heap).它是一颗多路树(multiway tree),类似于Leftist Heap和Skew Hea ...
结构之美——优先队列三大结构（三）——Pairing Heap
转自http://dsqiu.iteye.com/blog/1714961 1.Pairing Heap简介斐波那契堆主要有两个缺点:编程实现难度较大和实际效率没有理论的那么快(由于它的存储结构和四 ...
堆（heap）与栈（stack）的区别（一）
堆区(heap):一般由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束时可能由操作系统回收,但它与数据结构中的堆不是一回事,分配方式类似于链表. 栈(stack):由编译器自动分配和释放,存函数的参数值, ...
【编程】堆（heap）和栈（stack）的区别
从C/C++的内存分配(与操作系统相关)上来说,堆(heap),栈(stack)属于内存空间的一段区域. 效率: 栈是机器系统提供的数据结构,计算机会在底层对栈提供支持(有专门的寄存器存放栈的地址,压 ...
C++二叉堆binary heap (附完整源码)
二叉堆binary heap 二叉堆binary heap 算法的完整源码(定义,实现,main函数测试) 二叉堆binary heap 算法的完整源码(定义,实现,main函数测试) #includ ...
11.JDK8内存模型、本地方法栈、虚拟机栈、栈帧结构（局部变量表、操作数栈、方法出口、虚拟机栈与本地方法栈的关系、寄存器、方法区、堆（Heap）、jvm中的常量池、Metaspace(元空间)）
11.JDK8内存模型 11.1.本地方法栈(Native Method Stacks) 11.2.虚拟机栈(Java Virtual Machine Stacks) 11.3.栈帧结构 11.3.1 ...
返回局部变量或临时变量的地址_值传递和地址返回两者在堆区(Heap)应用的三种易错点...
1.指针变量作为参数进行值传递给函数的形参,并在堆区(Heap)进行内存分配和赋值程序源码: 1 结果: Segmentation fault (core dumped) 分析: 如上图,指针变量p ...
看动画学算法之:二叉堆Binary Heap
文章目录简介二叉堆的特性二叉堆的作用二叉堆的构建获取二叉堆的最大值二叉堆的插入 insert操作的时间复杂度二叉堆的提取Max操作 extractMax的时间复杂度创建二叉堆简介我 ...

Jemalloc 深入分析之配对堆Pairing Heap

Jemalloc 深入分析之配对堆Pairing Heap相关推荐

最新文章

热门文章

Jemalloc 深入分析 之 配对堆Pairing Heap

Jemalloc 深入分析 之 配对堆Pairing Heap相关推荐

最新文章

热门文章

Jemalloc 深入分析之配对堆Pairing Heap

Jemalloc 深入分析之配对堆Pairing Heap相关推荐