很多基礎(chǔ)的概念,將跨越軟件的層次而存在。比如slab,對于內(nèi)核人員,我們都知道slab是buddy之上的一層。
因為buddy作為Linux內(nèi)核最底層的內(nèi)存管理器,它分配1頁,2頁,4頁,2^n頁,但是作為內(nèi)核的堆用戶本身,經(jīng)常只是調(diào)用kmalloc()申請一個小內(nèi)存,或者調(diào)用kmem_cache_alloc()申請一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),2^n頁給它,會形成大量碎片浪費。所以slab找buddy要了2^n頁后,內(nèi)部切割為同樣size的object,再給kmalloc和kmem_cache_alloc()拿走。
它的邏輯如下:
這樣一種軟件本質(zhì)意義上的需求,不會因為只是內(nèi)核就需要。比如同樣的slab算法,也被著名的用戶態(tài)軟件Memcached需要著。
Memcached是一種分布式內(nèi)存對象緩存系統(tǒng),用于動態(tài)Web等應(yīng)用以減輕數(shù)據(jù)庫的負載。它在內(nèi)存中緩存數(shù)據(jù)和對象,使用key-value對形式存儲。它的網(wǎng)站首頁(https://memcached.org/)顯示了它的基本用法邏輯:
Memcached的原理也類似內(nèi)核態(tài)page cache的原理:
比如你查詢一個數(shù)據(jù)庫,可以先看看Memcached里面有沒有命中,命中就直接從Memcached的內(nèi)存里面拿到值了,沒有的時候才需要去查數(shù)據(jù)庫。查到后,可以把結(jié)果放入Memcached,這樣下次再訪問同樣數(shù)據(jù),不再需要進行數(shù)據(jù)庫的查詢動作。
Memcached也同樣采用slab分配算法來組織數(shù)據(jù)的存放,里面可以組織不同大小的chunks:
正如Linux內(nèi)核的每一種不同slab里面的object的大小不一樣。
我們安裝1個Memcached:
$ sudo apt-get install memcached
然后啟動起來,你馬上看到memcached打印說自己創(chuàng)建了各種不同chunk size的slab:
當然,還有更多的相似性,比如Memcached里面的對象,也是LRU算法替換。所以LRU這種,也是一種本質(zhì)上的事情。
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原文標題:宋寶華:slab在內(nèi)核內(nèi)存管理和用戶態(tài)Memcached的雙重存在
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