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高并发内存池------内存释放

web 2025/8/23 6:39:45

一、将一定数量的对象释放到span跨度

// 将一定数量的对象释放到span跨度void ReleaseListToSpans(void *start, size_t size){size_t index = Sizeclass::Index(size);_spanLists[index]._mtx.lock();while (start){void *next = NextObj(start);Span *span = PageCache::GetInstance()->MapObjectToSpan(start);NextObj(start) = span->_freeList;span->_freeList = start;span->_useCount--;// 说明span切分出去的小块内存都回来了// 这个span就可以再回收给pagecache，pagecache可以再尝试进行前后页的合并、if (span->_useCount == 0){_spanLists[index].Erase(span);span->_freeList = nullptr;span->_next = nullptr;span->_prev = nullptr;// 释放span给pagecache时，使用pagecache的锁就好了// 解掉桶锁_spanLists[index]._mtx.unlock();PageCache::GetInstance()->_pageMtx.lock();PageCache::GetInstance()->ReleaseSpanToPageCache(span);PageCache::GetInstance()->_pageMtx.unlock();_spanLists[index]._mtx.lock();}start = next;}_spanLists[index]._mtx.unlock();}

从代码来看，ReleaseListToSpans 函数的功能是将一定数量的对象释放到 Span 中，并且在 Span 的使用计数为 0 时，将 Span 释放回 PageCache。这个函数涉及多线程同步（通过锁）和资源管理。以下是对代码的分析和一些需要注意的地方：

1. 代码分析

1.1 锁的使用

_spanLists[index]._mtx.lock() 和 _spanLists[index]._mtx.unlock() 用于保护 _spanLists[index] 的操作，确保线程安全。
PageCache::GetInstance()->_pageMtx.lock() 和 PageCache::GetInstance()->_pageMtx.unlock() 用于保护 PageCache 的操作，确保线程安全。

1.2 对象释放逻辑

遍历对象链表，将每个对象加入到对应的 Span 的 _freeList 中。
每次释放一个对象时，span->_useCount 减 1。
如果 span->_useCount 为 0，说明该 Span 的所有对象都已释放，可以将 Span 释放回 PageCache。

1.3 锁的嵌套

在释放 Span 时，先解锁 _spanLists[index]._mtx，然后加锁 PageCache::GetInstance()->_pageMtx，最后再次加锁 _spanLists[index]._mtx。
这种锁的嵌套需要特别小心，否则可能导致死锁或竞态条件。

2. 代码优化和改进建议

2.1 锁的优化

减少锁的持有时间：尽量减少锁的持有时间，以提高性能。
避免锁的嵌套：如果可能，尽量避免锁的嵌套。如果必须嵌套，确保嵌套顺序一致，避免死锁。

2.2 错误处理

空指针检查：在访问指针（如 span）之前，确保指针不为空。
异常安全：确保在发生异常时，锁能够正确释放。

2.3 代码可读性

注释：增加注释，解释每个步骤的目的。
函数拆分：将复杂的逻辑拆分成多个函数，提高代码可读性。

二、释放对象时，链表过长时，回收内存回到中心缓存

 // 释放对象时，链表过长时，回收内存回到中心缓存void ListTooLong(FreeList& list, size_t size){void* start = nullptr;void* end = nullptr;list.PopRange(start, end, list.MaxSize());CentralCache::GetInstance()->ReleaseListToSpans(start, size);}

三、释放空闲span到pagecache，并合并相邻的span

 //释放空闲span到pagecache，并合并相邻的spanvoid ReleaseSpanToPageCache(Span* span){//对span前后的页尝试进行合并，缓解内存碎片的问题while (1){PAGE_ID prevId = span->_pageId - 1;auto ret = _idSpanMap.find(prevId);//前面的页号没有，不合并if(ret == _idSpanMap.end()){break;}//前面相邻页的span在使用，不合并了Span* prevSpan = ret->second;if(prevSpan->_isUse == true){break;}//合并后超过128页的span没办法管理，不合并if(prevSpan->_n + span->_n > NPAGES - 1){break;}span->_pageId = prevSpan ->_pageId;span->_n += prevSpan->_n;_spanLists[prevSpan->_n].Erase(prevSpan);delete prevSpan;}//向后合并while(1){PAGE_ID nextId = span->_pageId + span->_n;auto ret = _idSpanMap.find(nextId);if(ret == _idSpanMap.end()){break;}Span* nextSpan = ret->second;if(nextSpan->_isUse == true){break;}if(nextSpan->_n + span->_n > NPAGES - 1){break;}span->_n += nextSpan->_n;_spanLists[nextSpan->_n].Erase(nextSpan);delete nextSpan;}_spanLists[span->_n].PushFront(span);span->_isUse = false;_idSpanMap[span->_pageId] = span;_idSpanMap[span->_pageId + span->_n - 1] = span;}

这段代码的功能是将一个空闲的 Span 释放到 PageCache 中，并尝试合并相邻的 Span，以减少内存碎片。以下是对代码的详细分析和改进建议。

1. 代码分析

1.1 向前合并逻辑

prevId：计算当前 Span 前一个页面的 ID。
_idSpanMap.find(prevId)：查找前一个页面的 Span。
合并条件：
- 如果前一个 Span 未使用（prevSpan->_isUse == false）。
- 合并后的 Span 大小不超过 NPAGES - 1。
合并操作：
- 更新当前 Span 的 _pageId 和 _n。
- 从 _spanLists 中移除前一个 Span。
- 删除前一个 Span。

1.2 向后合并逻辑

nextId：计算当前 Span 后一个页面的 ID。
_idSpanMap.find(nextId)：查找后一个页面的 Span。
合并条件：
- 如果后一个 Span 未使用（nextSpan->_isUse == false）。
- 合并后的 Span 大小不超过 NPAGES - 1。
合并操作：
- 更新当前 Span 的 _n。
- 从 _spanLists 中移除后一个 Span。
- 删除后一个 Span。