Nginx のメモリ管理についての深い理解 (写真)-PHPチュートリアル-php.cn

この記事は、Nginx のメモリ管理 (写真) についての深い理解をもたらします。一定の参考価値があります。必要な友人は参照できます。お役に立てば幸いです。

1. 概要

アプリケーションのメモリは、単純にヒープメモリとスタックメモリに分けることができます。スタックメモリの場合、関数がコンパイルされると、コンパイラはスタック領域の自己管理を実現するためにスタックの現在のポインタ位置を移動するコードを挿入します。ヒープメモリの場合、通常はプログラマが管理する必要があります。私たちが通常話しているメモリ管理は、ヒープ領域のメモリ管理のみです。
メモリの使用は、メモリの適用、メモリの使用、メモリの解放の 3 つのステップに単純化できます。通常、メモリの申請やメモリの使用にはプログラマによる明示的な操作が必要ですが、メモリの解放には必ずしもプログラマによる明示的な操作が必要ではありません。現在、多くの高級言語ではガベージコレクションのメカニズムが提供されており、メモリを解放するタイミングを選択できます。例: Go と Java はガベージコレクションを実装していますが、リサイクル、C 言語はまだガベージコレクションを実装していませんが、ガベージコレクションはスマートポインタを使用して C で実現できます。
言語レベルのメモリ管理に加えて、プログラム内で独自にメモリ管理を行う必要がある場合がありますが、一般的にメモリ管理では主に以下の問題を解決することが多いと思います。 :

#ユーザーがメモリを申請するとき、ユーザーのニーズを満たすメモリブロックを素早く見つけるにはどうすればよいでしょうか?
ユーザーがメモリを解放するときにメモリの断片化を回避するにはどうすればよいでしょうか?

言語レベルで実装されるメモリ管理であっても、アプリケーション自体によって実装されるメモリ管理であっても、メモリはほとんどの場合、サイズに応じていくつかのタイプに分類され、それぞれ異なる管理モードが使用されます。一般的な分類は、リンクリストを使用して、さまざまな種類のメモリを 2 の整数乗に分割することです。クエリを実行するときは、対応するサイズのリンクリストから検索します。見つからない場合は、より大きなメモリブロックから一部を取得することを検討できます。それを複数の小さな記憶ポイントに分割します。もちろん、特に大きなメモリの場合、言語レベルのメモリ管理はメモリ管理関連のシステムコールを直接呼び出すことができ、アプリケーションレベルのメモリ管理は言語レベルのメモリ管理を直接使用できます。

nginx のメモリ管理は全体として 2 つの部分に分けることができます。

最初の部分はコンベンショナルメモリです。プール、プロセスで必要なメモリ管理に使用;
2 番目の部分は共有メモリの管理です。全体として、共有メモリはメモリプールよりもはるかに複雑です。

#2. nginx メモリプール管理

2.1 説明

この部分で使用される nginx バージョンは 1.15.3です。
特定のソースコードについては、src/core/ngx_palloc.c ファイルを参照してください。

2.2 nginx の実装

2.2.1 使用プロセス

nginx メモリプールの使用は比較的単純で、3 つのステップに分けることができます。

ngx_create_pool 関数を呼び出し、ngx_pool_t ポインターを取得します。

//size代表ngx_pool_t一块的大小
ngx_pool_t* ngx_create_pool(size_t size, ngx_log_t *log)

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ngx_palloc を呼び出してメモリ使用量を適用します

//从pool中申请size大小的内存
void* ngx_palloc(ngx_pool_t *pool, size_t size)

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メモリを解放します (解放可能)大きなブロックのメモリを使用するか、メモリプール全体を解放します)

//释放从pool中申请的大块内存
ngx_int_t ngx_pfree(ngx_pool_t *pool, void *p)
//释放整个内存池
void ngx_destroy_pool(ngx_pool_t *pool)

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2.2.2 具体的な実装

以下の図に示すように、nginx はメモリを分割します。小規模メモリと大規模メモリの 2 種類に分けられ、適用された領域が pool->max よりも大きい場合は大メモリ領域、それ以外の場合は小メモリ領域とみなされます。

//创建内存池的参数size减去头部管理结构ngx_pool_t的大小
pool->max = size - sizeof(ngx_pool_t);

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Nginx のメモリ管理についての深い理解 (写真)

メモリ空間が小さい場合、nginx はまず、現在のメモリブロックに割り当てられる空間がユーザーのニーズを満たしているかどうかを確認します。次に、メモリのこの部分を直接返します。ユーザーのニーズを満たすことができない場合は、メモリブロックを再申請する必要があります。申請されたメモリブロックは、現在のブロック領域と同じサイズです。新しく申請されたメモリブロックは、以前のメモリブロックとリンクされています。リンクリストに関連付けられ、ユーザーが必要とするメモリブロックが新しいメモリブロックから割り当てられます。

小さいメモリは解放しません、申請後すぐに使用可能です、後で使用しなくなった場合でもメモリを解放する必要はありません。ユーザーは使用しているメモリブロックが大きいか小さいかわからない場合があるため、ngx_pfree 関数を呼び出して領域を解放することもできます。この関数は、大容量のリンクリストでメモリを検索し、見つかった場合にメモリを解放します。。メモリが小さい場合、処理は行われません。

大きなメモリブロックの場合、nginx はそれらをリンクリストに保存し、pool->large を通じて管理します。ユーザー管理の大きなメモリの ngx_pool_large_t 構造は、このメモリプール内の小さなメモリブロックから適用されるため、これらのメモリを解放できないことは注目に値します。nginx は ngx_pool_large_t 構造を直接再利用します。ユーザーが大きなメモリ空間を申請する必要がある場合、C 関数ライブラリ malloc を使用して領域を申請し、それを特定の ngx_pool_large_t 構造体にマウントします。 nginx が新しい ngx_pool_large_t 構造体を必要とする場合、最初にプール -> ラージリンクリストの最初の 3 つの要素をチェックして、利用可能なものが存在するかどうかを確認し、利用可能な場合は直接使用され、そうでない場合は新しい ngx_pool_large_t 構造体が作成されます。

3. nginx 共有メモリ管理

3.1 説明

この中で使用される nginx のバージョン部分 1.15.3
この部分のソースコードの詳細については、src/core/ngx_slab.c、src/core/ngx_shmtx.c
##nginx 共有メモリ内容は比較的大きいため、この記事では概要のみを説明します。

3.2 共有メモリの直接使用

3.2.1 基本

nginx の対話型セッション排他ロックは、後で複数のプロセスを同期するために使用されます。また、nginx には設定 (stat_stub) などの統計情報が必要になる場合がありますが、これらの変数を特別に管理する必要はなく、共有スペースを開いて直接使用するだけで済みます。
stat_stub 設定後に必要な統計情報も共有メモリに配置されますが、ここでは nginx のミューテックスロックのみを使用して説明します。

3.2.2 nginx ミューテックスロックの実装

nginx ミューテックスロックには 2 つのオプションがあります。システムがアトミック操作をサポートしている場合は、アトミック操作が使用されます。、ファイルロックはサポートされていない場合に使用されます。このセクションのソースコードについては、ngx_event_module_init 関数を参照してください。

Nginx のメモリ管理についての深い理解 (写真)