【leveldb】arnaメモリ構造

本論文では、arnaメモリ管理の設計と実現を紹介します.
arnaはleveldbの中の非常に簡単なメモリプールです.以下で詳しく紹介します.
1データ構造
arnaデータ構造は以下の通りです.ここでblocks_作成したすべてのブロックが保存されています.blocksmemoryblock申請の全空間を保存します.alloc_ptr_alloc_とbytes_remaning_それぞれ現在のブロックのメモリには、開始アドレスと利用可能な空間サイズが割り当てられています.

  // Allocation state
  char* alloc_ptr_;
  size_t alloc_bytes_remaining_;

  // Array of new[] allocated memory blocks
  std::vector blocks_;

  // Bytes of memory in blocks allocated so far
  size_t blocks_memory_;

2メモリ割り当て

inline char* Arena::Allocate(size_t bytes) {
  // The semantics of what to return are a bit messy if we allow
  // 0-byte allocations, so we disallow them here (we don't need
  // them for our internal use).
  assert(bytes > 0);
  if (bytes <= alloc_bytes_remaining_) {
    char* result = alloc_ptr_;
    alloc_ptr_ += bytes;
    alloc_bytes_remaining_ -= bytes;
    return result;
  }
  return AllocateFallback(bytes);
}
// Allocate memory with the normal alignment guarantees provided by malloc
  char* AllocateAligned(size_t bytes);

char* Arena::AllocateFallback(size_t bytes) {
  if (bytes > kBlockSize / 4) {
    // Object is more than a quarter of our block size.  Allocate it separately
    // to avoid wasting too much space in leftover bytes.
    char* result = AllocateNewBlock(bytes);
    return result;
  }

  // We waste the remaining space in the current block.
  alloc_ptr_ = AllocateNewBlock(kBlockSize);
  alloc_bytes_remaining_ = kBlockSize;

  char* result = alloc_ptr_;
  alloc_ptr_ += bytes;
  alloc_bytes_remaining_ -= bytes;
  return result;
}

char* Arena::AllocateNewBlock(size_t block_bytes) {
  char* result = new char[block_bytes];
  blocks_memory_ += block_bytes;
  blocks_.push_back(result);
  return result;
}

メモリ割り当てはAllocate法により完了し、AllocateAlignedを使用してサイズ揃えのメモリを得ることができます.Allocate方法はまずalloc_によります.bytes_remaning_現在のblockの空き領域が十分かどうかを判断し、十分であれば直接現在のblockに申請する.足りない時、必要な空間の大きさを判断して、1/4より大きいblocksizeであれば、単独のblockとして申請します.1/4以下のblocksizeの場合、新しいblockを申請して、新しいblockからメモリを割り当てます.blockとして単独で申請する場合、alloc_ptr_alloc_とbytes_remaning_指すblockは変化していません.つまり、現在のblockの空き容量はまだ使えます.だから、メモリの無駄を減らすことができます.blockごとに、最大1/4を超えないblocksizeのメモリは浪費されます.このblocksizeは4096に設定されています.
3メモリを解放する

Arena::Arena() {
  blocks_memory_ = 0;
  alloc_ptr_ = NULL;  // First allocation will allocate a block
  alloc_bytes_remaining_ = 0;
}

Arena::~Arena() {
  for (size_t i = 0; i < blocks_.size(); i++) {
    delete[] blocks_[i];
  }
}

メモリはarnaオブジェクトが破壊された時だけ、統一的に解放されます.だからAreenaメモリは成長するしかないです.