Netty源码之arena、chunk、page、subpage概念

在本节我们将梳理一下有关内存分配几个非常重要的概念，分别是arena、chunk、page、subpage。
接下来我们看一下什么是arena：
Netty源码之arena、chunk、page、subpage概念
在每个线程去申请内存的时候，他首先会通过ThreadLocal这种方式去获得当前线程的PoolThreadCache对象，然后调用他的allocate方法去申请内存，他一共分为两部分，一个是cache，在申请内存的时候首先会尝试从缓存中获取，另外一个就是arena，如果从缓存中获取不到对应的内存，那么就要通过arena从内存池中获取。
我们看一下arena的数据结构是什么样子的：
Netty源码之arena、chunk、page、subpage概念
一个arena维护着多个ChunkList，每个ChunkList代表着他们里面的Chunk使用率是多少，这些Chunk也会动态的移动，每次分配完后都会计算他们的使用率，应该被分到那个ChunkList，就会移动到对应的List中。每次进行内存分配的时候，首先会通过指定的算法定位到对应的ChunkList，然后从里面选择对应的Chunk进行内存分配。接下来，我们进入代码中具体的感受一下：

enum SizeClass {
        Tiny,
        Small,
        Normal
    }

    static final int numTinySubpagePools = 512 >>> 4;

    final PooledByteBufAllocator parent;

    private final int maxOrder;
    final int pageSize;
    final int pageShifts;
    final int chunkSize;
    final int subpageOverflowMask;
    final int numSmallSubpagePools;
    private final PoolSubpage<T>[] tinySubpagePools;
    private final PoolSubpage<T>[] smallSubpagePools;

    private final PoolChunkList<T> q050;
    private final PoolChunkList<T> q025;
    private final PoolChunkList<T> q000;
    private final PoolChunkList<T> qInit;
    private final PoolChunkList<T> q075;
    private final PoolChunkList<T> q100;

    private final List<PoolChunkListMetric> chunkListMetrics;

    // Metrics for allocations and deallocations
    private long allocationsNormal;
    // We need to use the LongCounter here as this is not guarded via synchronized block.
    private final LongCounter allocationsTiny = PlatformDependent.newLongCounter();
    private final LongCounter allocationsSmall = PlatformDependent.newLongCounter();
    private final LongCounter allocationsHuge = PlatformDependent.newLongCounter();
    private final LongCounter activeBytesHuge = PlatformDependent.newLongCounter();

    private long deallocationsTiny;
    private long deallocationsSmall;
    private long deallocationsNormal;

    // We need to use the LongCounter here as this is not guarded via synchronized block.
    private final LongCounter deallocationsHuge = PlatformDependent.newLongCounter();

    // Number of thread caches backed by this arena.
    final AtomicInteger numThreadCaches = new AtomicInteger();

这就是它的数据结构。
一个Chunk是16M，进行一次内存分配，不可能一次将一个Chunk全部分配，于是又将Chunk分割成更小的Page
Netty源码之arena、chunk、page、subpage概念
一个Chunk会以8K的大小进行划分，分成一个个的Page，到时候分配内存的时候只需要级Page为单位进行内存划分。但是，如果我只需要一个2K大小的内存，那么分配给我一个Page岂不是又造成了浪费，于是又继续将Page进行划分成更小的subpage，我们来看一下subPage的数据结构：

//当前subPage属于那个chunk
final PoolChunk<T> chunk;
    private final int memoryMapIdx;
    private final int runOffset;
    private final int pageSize;
    //记录子叶的内存分配情况
    private final long[] bitmap;

    PoolSubpage<T> prev;
    PoolSubpage<T> next;

    boolean doNotDestroy;
    int elemSize;
    private int maxNumElems;
    private int bitmapLength;
    private int nextAvail;
    private int numAvail;

Netty源码之arena、chunk、page、subpage概念

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