postgresql之内存池-AllocsetContext
一、简介
postgresql大部分的内存分配管理都是通过MemoryContext进行操作的,
多个相关的MemoryContext构成了一个树型结构,
多个树构成了一个森林。
实现了三种MemoryContext:
- SlabContext
- GenerationContext
- AllocSetContext
使用全局变量CurrentMemoryContext进行MemoryContext切换
二、编程范式
2.1 创建MemoryContext
newcontext = AllocSetContextCreate((MemoryContext) NULL,"TestMemoryContext",ALLOCSET_DEFAULT_SIZES);
2.2 切换需要使用的MemoryContext
MemoryContextSwitchTo(newcontext);
2.3 使用相应API进行分配/释放空间
//分配空间
item = (text *) palloc(VARHDRSZ + len + 1);
//分配空间,并且清空
plabel = palloc0(sizeof(pending_label));
//扩容/缩容
es->steps = repalloc(es->steps, sizeof(ExprEvalStep) * es->steps_alloc);
//释放空间
pfree(r);
2.4 重置MemoryContext
MemoryContextReset(argContext);
2.5 销毁MemoryContext
MemoryContextDelete(tmpCxt);
三、实现原理
3.1 数据结构简介
AllocSetContext由三部分构成, MemoryContextData + AllocBlock + AllocChunk
MemoryContextData:
- 由如下字段将各个MemoryContext构成树型结构
MemoryContext parent; /* NULL if no parent (toplevel context) */
MemoryContext firstchild; /* head of linked list of children */
MemoryContext prevchild; /* previous child of same parent */
MemoryContext nextchild; /* next child of same parent */
- 虚函数表,实现统一接口,不同实现
const MemoryContextMethods *methods; /* virtual function table */
AllocBlock:
- 由如下字段将block构成一个双向链表
AllocBlock prev; /* prev block in aset's blocks list, if any */
AllocBlock next; /* next block in aset's blocks list, if any */
- 标识可用空间范围
char *freeptr; /* start of free space in this block */
char *endptr; /* end of space in this block */
AllocChunk:
- chunk中可用大小
Size size;
3.2 初始化
#define AllocSetContextCreate \AllocSetContextCreateInternal#define ALLOCSET_DEFAULT_MINSIZE 0
#define ALLOCSET_DEFAULT_INITSIZE (8 * 1024)
#define ALLOCSET_DEFAULT_MAXSIZE (8 * 1024 * 1024)
#define ALLOCSET_DEFAULT_SIZES \ALLOCSET_DEFAULT_MINSIZE, ALLOCSET_DEFAULT_INITSIZE, ALLOCSET_DEFAULT_MAXSIZETopMemoryContext = AllocSetContextCreate((MemoryContext) NULL,"TopMemoryContext",ALLOCSET_DEFAULT_SIZES);
MemoryContext
AllocSetContextCreateInternal(MemoryContext parent,const char *name,Size minContextSize,Size initBlockSize,Size maxBlockSize)
{int freeListIndex;Size firstBlockSize;AllocSet set;AllocBlock block;
.../* Determine size of initial block */firstBlockSize = MAXALIGN(sizeof(AllocSetContext)) +ALLOC_BLOCKHDRSZ + ALLOC_CHUNKHDRSZ;if (minContextSize != 0)firstBlockSize = Max(firstBlockSize, minContextSize);elsefirstBlockSize = Max(firstBlockSize, initBlockSize);/** Allocate the initial block. Unlike other aset.c blocks, it starts with* the context header and its block header follows that.*/set = (AllocSet) malloc(firstBlockSize);.../* Fill in the initial block's block header */block = (AllocBlock) (((char *) set) + MAXALIGN(sizeof(AllocSetContext)));block->aset = set;block->freeptr = ((char *) block) + ALLOC_BLOCKHDRSZ;block->endptr = ((char *) set) + firstBlockSize;block->prev = NULL;block->next = NULL;
.../* Remember block as part of block list */set->blocks = block;/* Mark block as not to be released at reset time */set->keeper = block;...set->initBlockSize = initBlockSize;set->maxBlockSize = maxBlockSize;set->nextBlockSize = initBlockSize;set->freeListIndex = freeListIndex;
...set->allocChunkLimit = ALLOC_CHUNK_LIMIT;while ((Size) (set->allocChunkLimit + ALLOC_CHUNKHDRSZ) >(Size) ((maxBlockSize - ALLOC_BLOCKHDRSZ) / ALLOC_CHUNK_FRACTION))set->allocChunkLimit >>= 1;/* Finally, do the type-independent part of context creation */MemoryContextCreate((MemoryContext) set,T_AllocSetContext,&AllocSetMethods,parent,name);((MemoryContext) set)->mem_allocated = firstBlockSize;return (MemoryContext) set;
}
3.3 分配空间
void *
palloc(Size size)
{/* duplicates MemoryContextAlloc to avoid increased overhead */void *ret;MemoryContext context = CurrentMemoryContext;
...context->isReset = false;ret = context->methods->alloc(context, size);
...return ret;
}
3.3.1 分配空间大于allocChunkLimit
static void *
AllocSetAlloc(MemoryContext context, Size size)
{AllocSet set = (AllocSet) context;AllocBlock block;AllocChunk chunk;int fidx;Size chunk_size;Size blksize;.../** If requested size exceeds maximum for chunks, allocate an entire block* for this request.*/if (size > set->allocChunkLimit){chunk_size = MAXALIGN(size);blksize = chunk_size + ALLOC_BLOCKHDRSZ + ALLOC_CHUNKHDRSZ;block = (AllocBlock) malloc(blksize);if (block == NULL)return NULL;context->mem_allocated += blksize;block->aset = set;block->freeptr = block->endptr = ((char *) block) + blksize;chunk = (AllocChunk) (((char *) block) + ALLOC_BLOCKHDRSZ);chunk->aset = set;chunk->size = chunk_size;/** Stick the new block underneath the active allocation block, if any,* so that we don't lose the use of the space remaining therein.*/if (set->blocks != NULL){block->prev = set->blocks;block->next = set->blocks->next;if (block->next)block->next->prev = block;set->blocks->next = block;}else{block->prev = NULL;block->next = NULL;set->blocks = block;}return AllocChunkGetPointer(chunk);}
...
}
例如分配16K
char *ptr = palloc(16 * 1024);
例如分配32K
char *ptr = palloc(32 * 1024);
3.3.2 分配空间小于等于allocChunkLimit
#define ALLOC_MINBITS 3 /* smallest chunk size is 8 bytes */static inline int
AllocSetFreeIndex(Size size)
{int idx;if (size > (1 << ALLOC_MINBITS)){
...idx = 31 - __builtin_clz((uint32) size - 1) - ALLOC_MINBITS + 1;
...}elseidx = 0;return idx;
}
fidx = AllocSetFreeIndex(size);/** Choose the actual chunk size to allocate.*/
chunk_size = (1 << ALLOC_MINBITS) << fidx;
-
分配小于等于8字节
小于等于8的,最终将分配8字节 -
分配大于8字节
通过__builtin_clz计算size-1的前导0的个数,然后通过减法计算size的对其位数(非常高效的方式)
3.3.2.1 当前block有足够空间
if ((block = set->blocks) != NULL)
{
...
}
/** OK, do the allocation*/chunk = (AllocChunk) (block->freeptr);
...block->freeptr += (chunk_size + ALLOC_CHUNKHDRSZ);
...chunk->aset = (void *) set;chunk->size = chunk_size;
...return AllocChunkGetPointer(chunk);
例如分配20byte
char *ptr = palloc(20);
通过对其,实际分配32byte
3.3.2.2 当前block没有足够的空间
随着分配,当前block中的可用空间越来越小,再次分配时,将不够当前分配
Size availspace = block->endptr - block->freeptr;
if (availspace < (chunk_size + ALLOC_CHUNKHDRSZ))
{
...
}
3.3.2.2.1 当前block还有一些空间
if (availspace < (chunk_size + ALLOC_CHUNKHDRSZ)){while (availspace >= ((1 << ALLOC_MINBITS) + ALLOC_CHUNKHDRSZ)){Size availchunk = availspace - ALLOC_CHUNKHDRSZ;int a_fidx = AllocSetFreeIndex(availchunk);...if (availchunk != ((Size) 1 << (a_fidx + ALLOC_MINBITS))){a_fidx--;Assert(a_fidx >= 0);availchunk = ((Size) 1 << (a_fidx + ALLOC_MINBITS));}chunk = (AllocChunk) (block->freeptr);
...block->freeptr += (availchunk + ALLOC_CHUNKHDRSZ);availspace -= (availchunk + ALLOC_CHUNKHDRSZ);chunk->size = availchunk;chunk->aset = (void *) set->freelist[a_fidx];set->freelist[a_fidx] = chunk;}/* Mark that we need to create a new block */block = NULL;}
将剩余空间大小,按照对其的大小放到freelist中,构成一个单链表
,用于后续分配时,直接从这里获取。
可能会有一小块用不了的空间
3.3.2.2.2 创建新block
- 第一次创建时,使用initBlockSize
- 后续将会是上次block的两倍,当大于maxBlockSize,使用maxBlockSize
- 如果新block大小依然小于需要分配的空间,则继续扩大
/** Time to create a new regular (multi-chunk) block?*/if (block == NULL){Size required_size;/** The first such block has size initBlockSize, and we double the* space in each succeeding block, but not more than maxBlockSize.*/blksize = set->nextBlockSize;set->nextBlockSize <<= 1;if (set->nextBlockSize > set->maxBlockSize)set->nextBlockSize = set->maxBlockSize;/** If initBlockSize is less than ALLOC_CHUNK_LIMIT, we could need more* space... but try to keep it a power of 2.*/required_size = chunk_size + ALLOC_BLOCKHDRSZ + ALLOC_CHUNKHDRSZ;while (blksize < required_size)blksize <<= 1;/* Try to allocate it */block = (AllocBlock) malloc(blksize);
...if (block == NULL)return NULL;context->mem_allocated += blksize;block->aset = set;block->freeptr = ((char *) block) + ALLOC_BLOCKHDRSZ;block->endptr = ((char *) block) + blksize;/* Mark unallocated space NOACCESS. */VALGRIND_MAKE_MEM_NOACCESS(block->freeptr,blksize - ALLOC_BLOCKHDRSZ);block->prev = NULL;block->next = set->blocks;if (block->next)block->next->prev = block;set->blocks = block;}
3.3.3 从freelist中分配
fidx = AllocSetFreeIndex(size);
chunk = set->freelist[fidx];
if (chunk != NULL)
{set->freelist[fidx] = (AllocChunk) chunk->aset;chunk->aset = (void *) set;
...return AllocChunkGetPointer(chunk);
}
3.4 释放空间
void
pfree(void *pointer)
{MemoryContext context = GetMemoryChunkContext(pointer);context->methods->free_p(context, pointer);
...
}
3.4.1 直接释放
static void
AllocSetFree(MemoryContext context, void *pointer)
{AllocSet set = (AllocSet) context;AllocChunk chunk = AllocPointerGetChunk(pointer);
...if (chunk->size > set->allocChunkLimit){AllocBlock block = (AllocBlock) (((char *) chunk) - ALLOC_BLOCKHDRSZ);.../* OK, remove block from aset's list and free it */if (block->prev)block->prev->next = block->next;elseset->blocks = block->next;if (block->next)block->next->prev = block->prev;context->mem_allocated -= block->endptr - ((char *) block);
...free(block);}else{...}
}
见 3.3.1
, 大于chunklimit的直接malloc的空间,而不是从block中分配的,因此直接释放,并且将此block从双向链表中删除。
3.4.2 加入freelist中
static void
AllocSetFree(MemoryContext context, void *pointer)
{AllocSet set = (AllocSet) context;AllocChunk chunk = AllocPointerGetChunk(pointer);/* Allow access to private part of chunk header. */VALGRIND_MAKE_MEM_DEFINED(chunk, ALLOCCHUNK_PRIVATE_LEN);#ifdef MEMORY_CONTEXT_CHECKING/* Test for someone scribbling on unused space in chunk */if (chunk->requested_size < chunk->size)if (!sentinel_ok(pointer, chunk->requested_size))elog(WARNING, "detected write past chunk end in %s %p",set->header.name, chunk);
#endifif (chunk->size > set->allocChunkLimit){...}else{/* Normal case, put the chunk into appropriate freelist */int fidx = AllocSetFreeIndex(chunk->size);chunk->aset = (void *) set->freelist[fidx];
...set->freelist[fidx] = chunk;}
}
相关文章:

postgresql之内存池-AllocsetContext
一、简介 postgresql大部分的内存分配管理都是通过MemoryContext进行操作的, 多个相关的MemoryContext构成了一个树型结构, 多个树构成了一个森林。 实现了三种MemoryContext: SlabContextGenerationContextAllocSetContext 使用全局变量CurrentMemo…...

QT 使用单例模式
目录 1. 单例模式介绍 2.单例模式实现 1. 单例模式介绍 有些时候我们在做 qt 项目的时候,要用到很多类. 例如我们用到的类有 A,B,C,D. 其中,A 是 B,C,D 中都需要用到的类,A 类非常的抢手. 但是,A 类非常的占内存,定义一个 A 对象需要 500M 内存,假如在 B,C,D 中都定义一个 A 类…...

接口测试——postman接口测试(三)
目录 1. postman介绍与安装 2. postman发送get请求 3. postman发送post请求 1. postman介绍与安装 安装网址:Postman安装教程:留言找我要即可 2. postman发送get请求 import pymysql from flask import Flask,request# 这里是mysql的基本连接信息 c…...

react中hooks的理解与使用
一、作用 我们知道react组件有两种写法一种是类组件,另一种是函数组件。而函数组件是无状态组件,如果我们要想改变组件中的状态就无法实现了。为此,在react16.8版本后官方推出hooks,用于函数组件更改状态。 二、常用API 1、use…...

STM32的电动自行车信息采集上报系统(学习)
摘要 针对电动自行车实时监管不便的问题,设计了一种基于STM32的电动自行车信息采集系统,通过获取电池、位置和行驶状态信息并上报到服务器中,实现实时监管。 通过多路串口请求电池、行驶状态和位置信息,以并发方式进行数据接收、…...

蓝桥杯上岸每日N题 第七期(小猫爬山)!!!
蓝桥杯上岸每日N题 第七期(小猫爬山)!!! 同步收录 👇 蓝桥杯上岸必背!!!(第四期DFS) 大家好 我是寸铁💪 冲刺蓝桥杯省一模板大全来啦 🔥 蓝桥杯4月8号就要开始了 &a…...

【Linux系统编程】冯诺依曼体系结构
目录 前言 什么是冯诺依曼体系结构? 冯诺依曼体系结构如何进行数据处理的? 存储器在冯诺依曼体系中有什么作用? 冯诺依曼体系结构为什么要这样设计? 冯诺依曼结构总结 前言 相信对于冯诺依曼这个人的名字大家一定不会感到陌…...

数据结构--动态顺序表
文章目录 线性表动态顺序表数组与顺序表 接口实现初始化:尾插:尾删头插头删指定位置插入指定位置删除查找摧毁 完整代码 线性表 线性表是数据结构中最基本、最简单也是最常用的一种数据结构。线性表是指由n个具有相同数据类型的元素组成的有限序列。 线…...

笔试数据结构选填题
目录 卡特兰数Catalan:出栈序列/二叉树数 树 二叉树 N01N2 哈夫曼树(最优二叉树)Huffman 度m的哈夫曼树只有度为0和m的结点:Nm(n-1)/(m-1) 平衡二叉树AVL Nh表示深度为h最少结点数,则N00,N11&#…...
# 鸢尾花的案例学习
# 鸢尾花的案例学习 # 1. 导入小型的数据 from sklearn.datasets import load_iris import numpy as np import pandas as pd import seaborn as sbn import matplotlib.pyplot as plt # 2. 获取数据 irisload_iris() # 3.查看数据print("数据集\n ",len(iris.d…...
线程、进程的区别
线程、进程的区别 在开发中,我们经常听到线程和进程两个概念,它们都是操作系统的基本概念,操作系统以进程为基本单位分配存储器,以线程为基本单位分配CPU。虽然它们有很多相似之处,但是它们也有很大的区别。本文将详细…...

在 Ubuntu 上安装 Docker 桌面
Ubuntu 22.04 (LTS) 安装 Docker 桌面 要成功安装 Docker Desktop,您必须: 满足系统要求拥有 64 位版本的 Ubuntu Jammy Jellyfish 22.04 (LTS) 或 Ubuntu Impish Indri 21.10。对于非 Gnome 桌面环境,必须安装 gnome-terminal:…...

【WebRTC---序篇】(七)RTC多人连麦方案
服务端可以选择mediasoup,作为SFU服务器,只负责转发数据 下图举例三个Client (browser或者客户端)同时加入一个房间,每个app同时发布一路视频和一路音频,并且接受来自其他app的音视频流,mediasoup内部的结构如下&…...

【Java可执行命令】(十六)诊断命令请求发送工具 jcmd:提供一种简单而强大的方式来管理和监控 Java 进程 ~
Java可执行命令之jcmd 1️⃣ 概念2️⃣ 优势和缺点3️⃣ 使用3.1 语法格式3.2 jcmd -l:列出正在运行的 Java 进程3.3 jcmd < pid> help:列出特定进程的诊断命令列表3.4 jcmd < pid> < command>:执行诊断命令 4️⃣ 应用场景…...
如何创建无序列表和有序列表?
聚沙成塔每天进步一点点 ⭐ 专栏简介⭐ 无序列表⭐ 无序列表⭐ 注意事项⭐ 写在最后 ⭐ 专栏简介 前端入门之旅:探索Web开发的奇妙世界 记得点击上方或者右侧链接订阅本专栏哦 几何带你启航前端之旅 欢迎来到前端入门之旅!这个专栏是为那些对Web开发感兴…...

【MongoDB】初识、安装MongoDB
目录 一、MongoDB主要应用场景 二、MongoDB简介 三、MongoDB相关特点 四、MongoDB的安装 一、MongoDB主要应用场景 传统的数据库如MySQL在应对三高场景时显得力不从心 三高: High performance 对数据库高并发读写的需求 High Storage 对海量数据的高效率存储和 …...

方法区内存溢出及常量池
22 方法区-定义 是所有线程共享的一块区域。 存储了和类结构相关信息。运行时常量池, 方法区在虚拟机启动时被创建,逻辑上是堆的组成部分。方法区内存不足,也会导致oom异常。 是一个概念上的东西, 1.6使用永久代作为方法区&#…...
【MTK平台】【wpa_supplicant】关于wpa_supplicant_8/src/p2p/p2p_invitation.c文件的介绍
本文主要介绍external/wpa_supplicant_8/src/p2p/p2p_invitation.c文件 这里主要介绍6个方法 1.p2p_invite //p2p邀请调用此方法 2.p2p_invite_send //对p2p_invite方法进行补充 3. p2p_process_invitation_resp 4.p2p_process_invitation_req 5.p2p_build_invitation_re…...

智能仪表板DevExpress Dashboard v23.1亮点 - 增强对自定义导出的支持
DevExpress Dashboard v23.1版本增强了自定义导出到Excel的功能等,欢迎下载最新版本体验! DevExpress Dashboard v23.1正式版下载(Q技术交流:523159565) 所有平台 导出自定义仪表板项目到Excel 用户现在可以在WinForms和Web应…...

分布式应用:ELK企业级日志分析系统
目录 一、理论 1.ELK 2.ELK场景 3.完整日志系统基本特征 4.ELK 的工作原理 5.ELK集群准备 6.Elasticsearch部署(在Node1、Node2节点上操作) 7.Logstash 部署(在 Apache 节点上操作) 8.Kiabana 部署(在 Node1 节点…...

eNSP-Cloud(实现本地电脑与eNSP内设备之间通信)
说明: 想象一下,你正在用eNSP搭建一个虚拟的网络世界,里面有虚拟的路由器、交换机、电脑(PC)等等。这些设备都在你的电脑里面“运行”,它们之间可以互相通信,就像一个封闭的小王国。 但是&#…...
C++:std::is_convertible
C++标志库中提供is_convertible,可以测试一种类型是否可以转换为另一只类型: template <class From, class To> struct is_convertible; 使用举例: #include <iostream> #include <string>using namespace std;struct A { }; struct B : A { };int main…...
反向工程与模型迁移:打造未来商品详情API的可持续创新体系
在电商行业蓬勃发展的当下,商品详情API作为连接电商平台与开发者、商家及用户的关键纽带,其重要性日益凸显。传统商品详情API主要聚焦于商品基本信息(如名称、价格、库存等)的获取与展示,已难以满足市场对个性化、智能…...
在HarmonyOS ArkTS ArkUI-X 5.0及以上版本中,手势开发全攻略:
在 HarmonyOS 应用开发中,手势交互是连接用户与设备的核心纽带。ArkTS 框架提供了丰富的手势处理能力,既支持点击、长按、拖拽等基础单一手势的精细控制,也能通过多种绑定策略解决父子组件的手势竞争问题。本文将结合官方开发文档,…...

【项目实战】通过多模态+LangGraph实现PPT生成助手
PPT自动生成系统 基于LangGraph的PPT自动生成系统,可以将Markdown文档自动转换为PPT演示文稿。 功能特点 Markdown解析:自动解析Markdown文档结构PPT模板分析:分析PPT模板的布局和风格智能布局决策:匹配内容与合适的PPT布局自动…...
Go语言多线程问题
打印零与奇偶数(leetcode 1116) 方法1:使用互斥锁和条件变量 package mainimport ("fmt""sync" )type ZeroEvenOdd struct {n intzeroMutex sync.MutexevenMutex sync.MutexoddMutex sync.Mutexcurrent int…...

《Docker》架构
文章目录 架构模式单机架构应用数据分离架构应用服务器集群架构读写分离/主从分离架构冷热分离架构垂直分库架构微服务架构容器编排架构什么是容器,docker,镜像,k8s 架构模式 单机架构 单机架构其实就是应用服务器和单机服务器都部署在同一…...
Python实现简单音频数据压缩与解压算法
Python实现简单音频数据压缩与解压算法 引言 在音频数据处理中,压缩算法是降低存储成本和传输效率的关键技术。Python作为一门灵活且功能强大的编程语言,提供了丰富的库和工具来实现音频数据的压缩与解压。本文将通过一个简单的音频数据压缩与解压算法…...

如何做好一份技术文档?从规划到实践的完整指南
如何做好一份技术文档?从规划到实践的完整指南 🌟 嗨,我是IRpickstars! 🌌 总有一行代码,能点亮万千星辰。 🔍 在技术的宇宙中,我愿做永不停歇的探索者。 ✨ 用代码丈量世界&…...

电脑定时关机工具推荐
软件介绍 本文介绍一款轻量级的电脑自动关机工具,无需安装,使用简单,可满足定时关机需求。 工具简介 这款关机助手是一款无需安装的小型软件,文件体积仅60KB,下载后可直接运行,无需复杂配置。 使用…...