Netty源码解析-SizeClasses
Netty版本：4.1.72.Final
Netty的内存对齐类SizeClasses，它为Netty内存池中的内存块提供大小对齐，索引计算等服务方法。 4.1.72.Final 是 jemalloc4 的实现。jemalloc4 进一步优化了内存碎片的问题。jemalloc4 相较于 jemalloc3 最大的提升是进一步优化内存碎片问题，因为在 jemalloc3 中最多可能会导致 50% 内存碎片，但 jemalloc4 通过划分更细粒度的内存规格在一定程度上改善了这一问题，这也是 SizeClasses 的由来。
Tips: https://github.com/netty/netty/issues/3910 (Netty Issues) 这里说明了jemalloc4的提升
1. Netty内存规格
这里讲的是基于 jemalloc4 实现的内存分配。
jemalloc4 取消了 Tiny 内存的规格。只保留了 small 、 normal 、 huge 三种规格。下面要分析的 SizeClasses 就是记录了 small和normal规格值的一张表。以及一些其他的有用的信息
2. SizeClasses解析
先看一下 SizeClasses 类的说明。
2.1 SizeClasses关键字段说明
- LOG2_SIZE_CLASS_GROUP： 每次大小加倍时，size类计数的对数。值为：2
- LOG2_MAX_LOOKUP_SIZE：
- index： 内存块size的索引
- log2Group：内存块分组
- log2Delta：增量大小的log2值
- nDelta：增量乘数
- isMultiPageSize：表示size是否为page的倍数
- isSubPage：表示是否为一个subPage类型
- smallMaxSizeIdx：小规格内存的最小Index
- sizeClasses:元组表 [index, log2Group, log2Delta, nDelta, isMultiPageSize,isSubPage, log2DeltaLookup]
看一下在Debug模式下 SizeClasses 相关的属性值
2.2 sizeClasses格式
下面来看一下 sizeClasses 下保存了什么。
源码的介绍中也给了一些说明，但是如果需要一个完整的要怎么办呢？ 同样我们可以写写一个简单的Netty项目，然后启动把debug的断点打在类里面如下图方式获取：
表格的数据如下：
| index | log2Group | log2Delta | nDelta | isMultiPageSize | isSubPage | log2DeltaLookup | size |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 4 | 4 | 0 | 0 | 1 | 4 | 16B |
| 1 | 4 | 4 | 1 | 0 | 1 | 4 | 32B |
| 2 | 4 | 4 | 2 | 0 | 1 | 4 | 48B |
| 3 | 4 | 4 | 3 | 0 | 1 | 4 | 64B |
| 4 | 6 | 4 | 1 | 0 | 1 | 4 | 80B |
| 5 | 6 | 4 | 2 | 0 | 1 | 4 | 96B |
| 6 | 6 | 4 | 3 | 0 | 1 | 4 | 112B |
| 7 | 6 | 4 | 4 | 0 | 1 | 4 | 128B |
| 8 | 7 | 5 | 1 | 0 | 1 | 5 | 160B |
| 9 | 7 | 5 | 2 | 0 | 1 | 5 | 192B |
| 10 | 7 | 5 | 3 | 0 | 1 | 5 | 224B |
| 11 | 7 | 5 | 4 | 0 | 1 | 5 | 256B |
| 12 | 8 | 6 | 1 | 0 | 1 | 6 | 320B |
| 13 | 8 | 6 | 2 | 0 | 1 | 6 | 384B |
| 14 | 8 | 6 | 3 | 0 | 1 | 6 | 448B |
| 15 | 8 | 6 | 4 | 0 | 1 | 6 | 512B |
| 16 | 9 | 7 | 1 | 0 | 1 | 7 | 640B |
| 17 | 9 | 7 | 2 | 0 | 1 | 7 | 768B |
| 18 | 9 | 7 | 3 | 0 | 1 | 7 | 896B |
| 19 | 9 | 7 | 4 | 0 | 1 | 7 | 1024B |
| 20 | 10 | 8 | 1 | 0 | 1 | 8 | 1280B |
| 21 | 10 | 8 | 2 | 0 | 1 | 8 | 1536B |
| 22 | 10 | 8 | 3 | 0 | 1 | 8 | 1792B |
| 23 | 10 | 8 | 4 | 0 | 1 | 8 | 2048B |
| 24 | 11 | 9 | 1 | 0 | 1 | 9 | 2560B |
| 25 | 11 | 9 | 2 | 0 | 1 | 9 | 3072B |
| 26 | 11 | 9 | 3 | 0 | 1 | 9 | 3584B |
| 27 | 11 | 9 | 4 | 0 | 1 | 9 | 4096B |
| 28 | 12 | 10 | 1 | 0 | 1 | 0 | 5120B |
| 29 | 12 | 10 | 2 | 0 | 1 | 0 | 6144B |
| 30 | 12 | 10 | 3 | 0 | 1 | 0 | 7168B |
| 31 | 12 | 10 | 4 | 1 | 1 | 0 | 8K(PageSize) |
| 32 | 13 | 11 | 1 | 0 | 1 | 0 | 10K |
| 33 | 13 | 11 | 2 | 0 | 1 | 0 | 12KB |
| 34 | 13 | 11 | 3 | 0 | 1 | 0 | 14KB |
| 35 | 13 | 11 | 4 | 1 | 1 | 0 | 16KB |
| 36 | 14 | 12 | 1 | 0 | 1 | 0 | 20KB |
| 37 | 14 | 12 | 2 | 1 | 1 | 0 | 24KB |
| 38 | 14 | 12 | 3 | 0 | 1 | 0 | 28KB |
| 39 | 14 | 12 | 4 | 1 | 0 | 0 | 32KB |
| 40 | 15 | 13 | 1 | 1 | 0 | 0 | 40KB |
| 41 | 15 | 13 | 2 | 1 | 0 | 0 | 48KB |
| 42 | 15 | 13 | 3 | 1 | 0 | 0 | 56KB |
| 43 | 15 | 13 | 4 | 1 | 0 | 0 | 64KB |
| 44 | 16 | 14 | 1 | 1 | 0 | 0 | 80KB |
| 45 | 16 | 14 | 2 | 1 | 0 | 0 | 96KB |
| 46 | 16 | 14 | 3 | 1 | 0 | 0 | 112KB |
| 47 | 16 | 14 | 4 | 1 | 0 | 0 | 128KB |
| 48 | 17 | 15 | 1 | 1 | 0 | 0 | 160KB |
| 49 | 17 | 15 | 2 | 1 | 0 | 0 | 192KB |
| 50 | 17 | 15 | 3 | 1 | 0 | 0 | 224KB |
| 51 | 17 | 15 | 4 | 1 | 0 | 0 | 256KB |
| 52 | 18 | 16 | 1 | 1 | 0 | 0 | 320KB |
| 53 | 18 | 16 | 2 | 1 | 0 | 0 | 384KB |
| 54 | 18 | 16 | 3 | 1 | 0 | 0 | 448KB |
| 55 | 18 | 16 | 4 | 1 | 0 | 0 | 512KB |
| 56 | 19 | 17 | 1 | 1 | 0 | 0 | 640KB |
| 57 | 19 | 17 | 2 | 1 | 0 | 0 | 768KB |
| 58 | 19 | 17 | 3 | 1 | 0 | 0 | 896KB |
| 59 | 19 | 17 | 4 | 1 | 0 | 0 | 1.0MB |
| 60 | 20 | 18 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1.25MB |
| 61 | 20 | 18 | 2 | 1 | 0 | 0 | 1.5MB |
| 62 | 20 | 18 | 3 | 1 | 0 | 0 | 1.75MB |
| 63 | 20 | 18 | 4 | 1 | 0 | 0 | 2MB |
| 64 | 21 | 19 | 1 | 1 | 0 | 0 | 2.5MB |
| 65 | 21 | 19 | 2 | 1 | 0 | 0 | 3MB |
| 66 | 21 | 19 | 3 | 1 | 0 | 0 | 3.5MB |
| 67 | 21 | 19 | 4 | 1 | 0 | 0 | 4MB |
| 68 | 22 | 20 | 1 | 1 | 0 | 0 | 5MB |
| 69 | 22 | 20 | 2 | 1 | 0 | 0 | 6MB |
| 70 | 22 | 20 | 3 | 1 | 0 | 0 | 7MB |
| 71 | 22 | 20 | 4 | 1 | 0 | 0 | 8MB |
| 72 | 23 | 21 | 1 | 1 | 0 | 0 | 10MB |
| 73 | 23 | 21 | 2 | 1 | 0 | 0 | 12MB |
| 74 | 23 | 21 | 3 | 1 | 0 | 0 | 14MB |
| 75 | 23 | 21 | 4 | 1 | 0 | 0 | 16MB |
表格最后面的size如何获取呢？简单的方式还是用debug的方式获取：
使用IDEA的
Add Inline Watch增加如下的打印
表格说明：
- 不管是Small和normal的内存规格的内存，分割的粒度更小。
- 从
isSubPage列可以看出来， 内存小于等于28K表示Subpage
2.3 源码分析
SizeClasses#sizeClasses 方法负责 计算 sizeClasses 表格。SizeClasses 主要负责根据请求的分配的内存大小规范到最接近 sizeClasses 表格中的最接近的大小。
3. 总结
SizeClasses主要是jemalloc4的实现，为了更细粒度的管理内存，减少内存碎片的产生jemalloc4没有做深入的研究，如果有想研究的可以去Github 研究C 的实现jemalloc4的内存规格减少了Tiny类型，这个也提现在Netty的实现中，在SizeClass枚举类中也去掉了Tiny类型