netty源码阅读之ByteBuf之ButeBuf内存的释放

我们这一篇文章要使用的用户代码如下:

    public static void main(String[] args) {
        PooledByteBufAllocator allocator = PooledByteBufAllocator.DEFAULT;
        ByteBuf byteBuf = allocator.directBuffer(16);
        byteBuf.release();
    }

分配一个tiny大小16b的内存,调用buteBuf的release进行内存释放,打断点:

netty源码阅读之ByteBuf之ButeBuf内存的释放_第1张图片

F7 step into 

netty源码阅读之ByteBuf之ButeBuf内存的释放_第2张图片

来到了AbstractReferenceCountedByteBuf的release方法,最终都会调用到它的release0()方法:

netty源码阅读之ByteBuf之ButeBuf内存的释放_第3张图片

当refCnt和decrement相同的时候,也就是refCnt-decrement为0的时候,也就是当前的引用数和需要减去的引用数相同,那么就是调用deallocate()方法释放内存了。这里的refCnt和decrement都为1,所以进入了deallocate()方法

netty源码阅读之ByteBuf之ButeBuf内存的释放_第4张图片

继续进入:

netty源码阅读之ByteBuf之ButeBuf内存的释放_第5张图片

在这里将handle置为-1,不指向任何地方,memory也就是内存块也指向空。

ByteBuf内存的释放分为两个阶段,chunk.arena.free(chunk, handle, maxLength, cache);是第一个阶段(释放内存),recycle()是第二个阶段。两个阶段解释为:

1、内存释放

这里分两种情况:

A、连续的内存区段加到缓存

B、标记这段连续的内存区段为未使用

这里的逻辑是,如果添加连续的内存区段到缓存成功,那就直接进行第二阶段;如果添加到缓存未成功,有可能是缓存满了或者别的原因,那么就标记这段连续的内存区段为未使用

page级别的话是通过二叉树方式(层数标记为原来的层数就是未使用),subpage的级别通过位图的的方式(bitmap为0就是未使用)。

2、ByteBuf加到对象池

对象池里面ByteBuf一开始是没有的,ByteBuf释放之后必会被立即销毁,而是放到对象池里面,对象池才有ByteBuf。

一、内存释放

进入chunk.arena.free(chunk, handle, maxLength, cache);

netty源码阅读之ByteBuf之ButeBuf内存的释放_第6张图片

由于是pool,所以会一直走到这里。我们回过头来看看sizeClass(normCapacity)的定义:

    private SizeClass sizeClass(int normCapacity) {
        if (!isTinyOrSmall(normCapacity)) {
            return SizeClass.Normal;
        }
        return isTiny(normCapacity) ? SizeClass.Tiny : SizeClass.Small;
    }

其实就是方向查找内存的类型,这里返回tiny。

1、连续的内存区段加到缓存

由于我们的缓存正常,所以一般会走这一步,step into cache.add():

netty源码阅读之ByteBuf之ButeBuf内存的释放_第7张图片

继续进入cache方法:

netty源码阅读之ByteBuf之ButeBuf内存的释放_第8张图片

我们是tiny大小的,所以会进入cacheForTiny这个分支,这个方法很眼熟,因为我们之前这篇文章的第一点过 。通过这个方法,我们可以找到对应size的MemoryRegionCache数组里面的元素,可以对照源码去再一次分析。

然后往下走到了这里:

netty源码阅读之ByteBuf之ButeBuf内存的释放_第9张图片

step into:

netty源码阅读之ByteBuf之ButeBuf内存的释放_第10张图片

还记不记得我们在这篇文章第二大点从queue里面取出一个Entry的过程? 这里就是一个反向的过程,包chunk和handle包装成entry,然后放到queue里面,下次可以使用。

我们看newEntry函数吧:

netty源码阅读之ByteBuf之ButeBuf内存的释放_第11张图片

这里我们很惊讶entry是可以回收的,我们后面还会讲到butebuf也是会回收的 ,netty为了减少gc减少内存的创建,使用了对象池,也是用心良苦。

最后加入缓存成功,它一般都是加入缓存成功然后到达这里的:

netty源码阅读之ByteBuf之ButeBuf内存的释放_第12张图片

所以直接返回,不会调用freeChunk方法了 。我们稍微分析下freeChunk方法。

2、标记连续的内存区段为未使用

标记连续的内存区段为未使用就是调用freeChunk方法,如果加入缓存不成功才会调用这个方法,一般不成功的原因是内存满了。

进入源码:

    void freeChunk(PoolChunk chunk, long handle, SizeClass sizeClass) {
        final boolean destroyChunk;
        synchronized (this) {
            switch (sizeClass) {
            case Normal:
                ++deallocationsNormal;
                break;
            case Small:
                ++deallocationsSmall;
                break;
            case Tiny:
                ++deallocationsTiny;
                break;
            default:
                throw new Error();
            }
            destroyChunk = !chunk.parent.free(chunk, handle);
        }
        if (destroyChunk) {
            // destroyChunk not need to be called while holding the synchronized lock.
            destroyChunk(chunk);
        }
    }

进入chunk.parent.free(chunk, handle);方法:

    boolean free(PoolChunk chunk, long handle) {
        chunk.free(handle);
        if (chunk.usage() < minUsage) {
            remove(chunk);
            // Move the PoolChunk down the PoolChunkList linked-list.
            return move0(chunk);
        }
        return true;
    }

继续进入chunk.free():

 

    void free(long handle) {
        int memoryMapIdx = memoryMapIdx(handle);
        int bitmapIdx = bitmapIdx(handle);

        if (bitmapIdx != 0) { // free a subpage
            PoolSubpage subpage = subpages[subpageIdx(memoryMapIdx)];
            assert subpage != null && subpage.doNotDestroy;

            // Obtain the head of the PoolSubPage pool that is owned by the PoolArena and synchronize on it.
            // This is need as we may add it back and so alter the linked-list structure.
            PoolSubpage head = arena.findSubpagePoolHead(subpage.elemSize);
            synchronized (head) {
                if (subpage.free(head, bitmapIdx & 0x3FFFFFFF)) {
                    return;
                }
            }
        }
        freeBytes += runLength(memoryMapIdx);
        setValue(memoryMapIdx, depth(memoryMapIdx));
        updateParentsFree(memoryMapIdx);
    }

这个就是上两篇文章的方向过程。

找出memoryMapIdx定位chunk里面的位置,找出bitmapIdx看看是不是subpage,如果是将走bitmapIdx!=0这个条件里面的内容,把bitmap为1的置为0,就是一个反向过程。subpage是通过bitmap来分配的,page是通过完全二叉树找到对应的里面的节点去分配。

最后也是一个反向过程,把memoryMap里面相应的位置标记为未使用,并把父节点符合条件的也标记为未使用。

 

二、ByteBuf加到对象池

继续调试就到了这里:

netty源码阅读之ByteBuf之ButeBuf内存的释放_第13张图片

然后是这里:

    private void recycle() {
        recyclerHandle.recycle(this);
    }

最后到了这里:

        @Override
        public void recycle(Object object) {
            if (object != value) {
                throw new IllegalArgumentException("object does not belong to handle");
            }
            stack.push(this);
        }

和我们这篇文章第三大点对应。

netty为了提高性能,申请ByteBuf的时候尽量从对象池里面取,释放的时候,把ByteBuf放到对象池里面,能够做到复用。

 

netty的ByteBuf为了提高性能,用心良苦,把内存细分为很多块,又用了对象池的技术和缓存技术。

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