Memcached内存模型分析

Memcached 1.2 内存模型分析(zz)
Linux标签: Linux, memcached
点击次数: 360 2008年04月16日01:01:43 星期三
/viewthread.php?tid=45&extra=page%3D1
一相关资源
1关于什么是
/memcached/
2关于Memcached的使用方法及协议参
考:/heiyeshuwu/archive/2006/11/13/1380838.aspx
3比较全面分析Memcached的参考：
/blog/2007/04/memcached/
二内存模型分析
1基本概念介绍
1)item:存储的最小单位,当每一个Key-Value值通过Memcached存储时，Memcached查找一个空闲的item存入其中.
2)slab:Memcached分配的一个内存块,默认大小为1Mb,里面存储了一定数目的item.
2分配初始化
当启动起Memcached后，程序先根据输入的各种参数进行相应的配置，配置结束后就开始对程序中的各种数据结构进行初始化，其中slabs_init，就是对slabclass的初始化，而slabclass是Memcached内存模型中比较重要的一个数据结构。

它被定义成一个slabclass_t 数组，大小是201（程序从1开始计数，实际使用200个），主要是对分配的内存进行管理。

结构如下：
在这个结构中要注意的是每一个数组成员中size的大小是不一样的，在默认情况下是按factor^n(默认为2)在赋值，如第一个数组成员是1byte，则第二个为2byte,第三个为4……….，当大小为slab大小的一半时,停止赋值,并在停止赋值的下一个数组成员内，将大小设置成默认大小1Mb，此时这个slab中只有一个item，大小为1Mb.代码如下：
在memcached中还支持预分配，就是说当你指定好要分配的大小时，如果启动预分配，Memcached将会把这些空间一下全部分配给你，避免以后频繁的分配操作，提高效率，默认情况下是开启这项功能的。

程序如下：
当系统将预分配的内存分配好，slabclass_t初步设置之后，会将已经分配的内存的一部分
以slab的形式预先与一部分slabclass_t数组的成员联系在一起(设置size大小的). 这项功能主要是由slabs_preallocate提供。

在slabs_preallocate中通过一个遍历，对所有设置size大小的slabclass_t成员调用
do_slabs_newslab，而在do_slabs_newslab中完成内存分配的是memory_allocate函数。

完成后在对slabclass_t相应成员进行设置：
在这里还要注意的是，在do_slabs_newslab中还调用了一个函数grow_slab_list，这个函数是给slabclass_t成员分配更多的slab指针数组，以便于以后分配更多的slab，默认开始的时候是16，但当出现slab不够用的时候以2倍的数目增长。

程序如下：
此时就完成了slabclass_t的初始化，内存模型为：
3关于item
item是数据最终要存入的数据结构，它的大体结构如下(还有一些成员，全面了解可查看源代码)：
自己一开始对item与hash表以及在slab中的存储方式有些疑惑，后来看到这个结构的时候明白了。

在item中有一个next和prev，它们组成了一个双向链表，是存储在slab结构中的，而还有一个h_next指针，这个是用来指向在同一个hash 表项中其它的数据，当要检索数据的时候，通过hash函数找到hash项，然后通过h_next遍历这个链查询数据。

在slab的储存中则使用item的大小来定位到底存储在哪一个大小的slab中，找到slabclass_t数组序号后，可以通过它指向最后一项的指针效率很高的将这个新的item插入其中，然后在通过hash值建立与hash表的联系，这样整个Memcached的内存模型就建立起来了。

我这里的图形工具不太好用(主要自己不太会),这个图就不画了，不过网上有一个可以借鉴一下:
当时看这个图的时候就是对hash表的item1与存储在slab中的item1有点困惑，其实它们都是一项，在图中item1,item2,item3是有着相同的hash值通过h_next连接在一起，而item1与item4是两个存储在同一个slab的相邻item项，其实它们是双向连接的，图中没有画出。