Nginx内存池源代码剖析----ngx_create_pool函数

ngx_create_pool 是 Nginx 内存池 的初始化函数，负责创建并初始化一个内存池对象。它的作用是 为后续的内存分配操作提供统一的管理入口，通过预分配一块较大的内存区域，并基于此区域实现高效的内存分配、对齐管理和资源回收。

源代码定义：

ngx_pool_t *
ngx_create_pool(size_t size, ngx_log_t *log)  // 根据size大小开辟内存池
{
    ngx_pool_t  *p;

    p = ngx_memalign(NGX_POOL_ALIGNMENT, size, log); // 对齐分配内存
    if (p == NULL) {
        return NULL;
    }

    p->d.last = (u_char *) p + sizeof(ngx_pool_t);  // 给头信息赋值
    p->d.end = (u_char *) p + size;
    p->d.next = NULL;
    p->d.failed = 0;

    size = size - sizeof(ngx_pool_t);  // 内存池能使用的大小
    p->max = (size < NGX_MAX_ALLOC_FROM_POOL) ? size : NGX_MAX_ALLOC_FROM_POOL;  // 当前小块分配的最大值

    p->current = p; // 指向起始地址
    p->chain = NULL;
    p->large = NULL;
    p->cleanup = NULL;
    p->log = log;

    return p;
}

代码解析

用到的数据类型定义：

ngx_pool_data_t 结构体

last：指向当前内存池中可用内存的起始地址。
end：指向当前内存池的末尾位置。
next：指向下一个内存池块，用于链接多个内存池。
failed：记录当前内存池分配失败的次数。当失败次数超过一定阈值时，Nginx 会跳过该内存池，直接尝试从下一个内存池分配内存。

ngx_pool_s 结构体

d：内存池的核心数据块，包含可用内存的起始地址、末尾位置、下一个内存池块等信息。
max：当前内存池可分配的最大内存大小。如果请求的内存大小超过 max，则从大内存块链表（large）中分配。
current：指向当前可用的内存池。当当前内存池的空间不足时，Nginx 会尝试从 current 指向的下一个内存池分配内存。
chain：用于链表管理，通常与 Nginx 的缓冲区（ngx_buf_t）相关。
large：指向大内存块链表。当请求的内存大小超过 max 时，Nginx 会从大内存块链表中分配内存。
cleanup：清理回调函数链表。当内存池销毁时，Nginx 会调用这些回调函数来释放资源。
log：日志对象，用于记录内存池的相关日志信息。

ngx_create_pool函数执行流程：

使用 ngx_memalign 函数分配一块对齐的内存。NGX_POOL_ALIGNMENT 是内存对齐的边界（通常是
16 字节）。 如果分配失败，返回 NULL。

last 指向内存池中可用内存的起始地址，跳过 ngx_pool_t 结构体本身。
end 指向内存池的末尾位置。
next 初始化为 NULL，表示当前没有下一个内存池块。
failed 初始化为 0，表示当前内存池尚未发生分配失败。

计算内存池中实际可用的内存大小（减去 ngx_pool_t 结构体本身的大小）。
max 表示当前内存池可分配的最大内存大小。如果可用内存大小小于 NGX_MAX_ALLOC_FROM_POOL（通常是 4KB），则使用可用内存大小；否则使用 NGX_MAX_ALLOC_FROM_POOL。

ngx_create_pool 函数的作用是：

1. 分配一块对齐的内存，并初始化内存池的核心数据结构。
2. 管理可用内存的起始地址和末尾位置，确保内存分配的高效性。
3. 支持大内存块和小内存块的分离，减少内存碎片。
4. 提供日志和清理机制，方便调试和资源管理。
   通过这种设计，Nginx 的内存池能够高效地管理内存分配和释放，减少内存碎片，并提高性能。