Redis中到處都會進行內存分配操作。為了屏蔽不同平台之間的差異，以及統計內存佔用量等，Redis對內存分配函數進行了一層封裝，程序中統一使用zmalloc，zfree一系列函數，位於zmalloc.h，zmalloc.c文中。下面學步園小編來講解下Redis在內存分配和使用統計方面有哪些技巧?
Redis在內存分配和使用統計方面有哪些技巧
具體來說就是：
若系統中存在Google的TC_MALLOC庫，則使用tc_malloc一族函數代替原本的malloc一族函數。
若當前系統是Mac系統，則使用中的內存分配函數。
其他情況，在每一段分配好的空間前頭，同時多分配一個定長的欄位，用來記錄分配的空間大小。
源代碼分別在 config.h 和 zmalloc.c 中：
/* config.h */
#if defined(USE_TCMALLOC)
#include
#if TC_VERSION_MAJOR >= 1 && TC_VERSION_MINOR >= 6
#define HAVE_MALLOC_SIZE 1
#define redis_malloc_size(p) tc_malloc_size(p)
#endif
#elif defined(__APPLE__)
#include
#define HAVE_MALLOC_SIZE 1
#define redis_malloc_size(p) malloc_size(p)
#endif
/* zmalloc.c */
#ifdef HAVE_MALLOC_SIZE
#define PREFIX_SIZE (0)
#else
#if defined(__sun)
#define PREFIX_SIZE (sizeof(long long))
#else
#define PREFIX_SIZE (sizeof(size_t))
#endif
#endif
因為 tc_malloc 和 Mac平台下的 malloc 函數族提供了計算已分配空間大小的函數(分別是tc_malloc_size和malloc_size)，所以就不需要單獨分配一段空間記錄大小了。而針對linux和sun平台則要記錄分配空間大小。對於linux，使用sizeof(size_t)定長欄位記錄;對於sun os，使用sizeof(long long)定長欄位記錄。也就是上邊源碼中的 PREFIX_SIZE 宏。
那麼這個記錄有什麼用呢?答案是，為了統計當前進程到底佔用了多少內存。在 zmalloc.c 中，有這樣一個靜態變數：
static size_t used_memory = 0;
它記錄了進程當前佔用的內存總數。每當要分配內存或是釋放內存的時候，都要更新這個變數。因為分配內存的時候，可以明確知道要分配多少內存。但是釋放內存的時候，(對於未提供malloc_size函數的平台)僅通過指向要釋放內存的指針是不能知道釋放的空間到底有多大的。這個時候，上邊提到的PREFIX_SIZE定長欄位就起作用了，可以通過其中記錄的內容得到空間的大小。zmalloc函數如下(去掉無關代碼)：
void *zmalloc(size_t size) {
void *ptr = malloc(size+PREFIX_SIZE);
if (!ptr) zmalloc_oom(size);
*((size_t*)ptr) = size;
update_zmalloc_stat_alloc(size+PREFIX_SIZE,size);
return (char*)ptr+PREFIX_SIZE;
#endif
}
Redis在內存分配和使用統計方面有哪些技巧
看到在分配空間的時候，空間大小是size+PREFIX_SIZE。對於mac系統或是使用tc_malloc的情況，PREFIX_SIZE 為0。之後將ptr指針指向的空間前size_t中記錄分配空間的大小。最後返回的是越過記錄區的指針。zfree函數類似(去掉無關代碼)：
void zfree(void *ptr) {
void *realptr;
size_t oldsize;
if (ptr == NULL) return;
realptr = (char*)ptr-PREFIX_SIZE;
oldsize = *((size_t*)realptr);
update_zmalloc_stat_free(oldsize+PREFIX_SIZE);
free(realptr);
#endif
}
先將指針向前移動PREFIX_SIZE，然後取出分配空間時保存的空間長度。最後free整個空間。
update_zmalloc_stat_alloc(__n,__size) 和 update_zmalloc_stat_free(__n) 這兩個宏負責在分配內存或是釋放內存的時候更新used_memory變數。定義成宏主要是出於效率上的考慮。將其還原為函數，就是下邊這個樣子：
void update_zmalloc_stat_alloc(__n,__size)
{
do {
size_t _n = (__n);
size_t _stat_slot = (__size < ZMALLOC_MAX_ALLOC_STAT) ? __size : ZMALLOC_MAX_ALLOC_STAT; if (_n&(sizeof(long)-1)) _n += sizeof(long)-(_n&(sizeof(long)-1)); if (zmalloc_thread_safe) { pthread_mutex_lock(&used_memory_mutex); used_memory += _n; zmalloc_allocations[_stat_slot]++; pthread_mutex_unlock(&used_memory_mutex); } else { used_memory += _n; zmalloc_allocations[_stat_slot]++; } } while(0) } void update_zmalloc_stat_free(__n) { do { size_t _n = (__n); if (_n&(sizeof(long)-1)) _n += sizeof(long)-(_n&(sizeof(long)-1)); if (zmalloc_thread_safe) { pthread_mutex_lock(&used_memory_mutex); used_memory -= _n; pthread_mutex_unlock(&used_memory_mutex); } else { used_memory -= _n; } } while(0) } 代碼中除了更新used_memory變數外，還有幾個要關注的地方： 先對_n的低位向上取整，最後_n變為sizeof(long)的倍數，比如對於32位系統，sizeof(long) == 100(二進位)，_n向上取整之後，低兩位都變為0。 如果進程中有多個線程存在，則在更新變數的時候要加鎖。 在zmalloc函數中還有一個統計量要更新：zmalloc_allocations[]。 在 zmalloc.c 中，zmalloc_allocations是這樣定義的： size_t zmalloc_allocations[ZMALLOC_MAX_ALLOC_STAT+1]; 其作用是統計程序分配內存時，對不同大小空間的請求次數。統計的空間範圍從1位元組到256位元組，大於256位元組的算為256。統計結果通過調用 zmalloc_allocations_for_size 函數返回： size_t zmalloc_allocations_for_size(size_t size) { if (size > ZMALLOC_MAX_ALLOC_STAT) return 0;
return zmalloc_allocations[size];
}
另一個對內存使用量的統計通過調用 zmalloc_used_memory 函數返回：
size_t zmalloc_used_memory(void) {
size_t um;
if (zmalloc_thread_safe) pthread_mutex_lock(&used_memory_mutex);
um = used_memory;
if (zmalloc_thread_safe) pthread_mutex_unlock(&used_memory_mutex);
return um;
}
另外 zmalloc.c 中，還針對不同的系統實現了 zmalloc_get_rss 函數，在linux系統中是通過讀取/proc/$pid/stat文件獲得系統統計的內存佔用量。
以上就是關於「Redis在內存分配和使用統計方面有哪些技巧」的內容，希望對大家有用。更多資訊請關注學步園。學步園，您學習IT技術的優質平台!