leveldb第二章 Arena 内存池原理

我相信很多人都听到过线程池，内存池这种概念。

你说我知道吗，抱歉，我也不知道。

所以今天一起来学习一下。

为什么讲leveldb先讲内存池呢？

因为源码中，我先看了SkipList其中涉及Arena，所以我就先讲这个了。

1. 什么叫Arena

我一开始看到这个单词，我连它的意思都不知道，去谷歌一下原来中文叫——竞技场。

好吧，跟内存还是没有半毛钱关系，只能硬记了！

什么叫内存池

一种预先分配一大块内存并且可以重复利用的技术。

有什么用

提高内存分配效率，减少内存碎片。

2. 传统的内存池

2.1 为什么要建立内存池

要了解为什么要建立内存池，我们先要知道，传统的C/C++怎么使用内存。

我们知道，C、C++在使用时会频繁的使用 malloc/free 或者 new/delete 来进行内存的分配和释放。

从操作系统角度来看，会产生一些问题：

1. 性能问题：
   • malloc/free 设计操作堆，涉及复杂的数据管理和系统调用，影响性能。其次频繁地分配/释放内存，malloc可能会变慢。
2. 内存碎片：
   • 用free或delete释放的内存块不连续，导致系统内存碎片化，影响大内存块的分配。
3. 不可预测的延迟：
   • 内存操作执行时间不稳定，对低延迟的场景不友好。

所以为了应对以上的一些问题，内存池技术随着产生。

2.2 传统内存池的原理（leveldb的不是这个）

注意，其实leveldb中的内存池设计不同于传统的，下一节讲解。

一般的内存池：

预先分配一块大内存，并在程序运行过程中重复利用这块内存，而不是每次都去malloc/free申请和释放。

基本步骤

1. 初始化
   • 向系统申请一大块内存（比如 1MB）
   • 将这块大内存分成固定大小的小块（比如 256KB 一块）
2. 分配（allocate）
   • 当需要内存时，从内存池里取出一块
3. 释放（deallocate)
   • 内存释放时，并不真正free()，而是放回池中，以便下次复用
4. 销毁
   • 退出程序或者不需要内存池时，才真正free()整个内存池

ok，这就是简单讲解了一下传统内存池的原理，实现步骤。

下一节开始，我们将正式讲解leveldb中Arena的实现。

参考

1. 《精通leveldb》
2. chatgpt