PoolArena的free
上篇就讲到这里，我们来看看里面干了什么，我把跟PoolThreadCache无关的都先略去了，后面再讲。
void free(PoolChunk<T> chunk, ByteBuffer nioBuffer, long handle, int normCapacity, PoolThreadCache cache) {
...
SizeClass sizeClass = sizeClass(normCapacity);
if (cache != null && cache.add(this, chunk, nioBuffer, handle, normCapacity, sizeClass)) {
// cached so not free it. 缓存成功就返回
return;
}
...
}
}
首先进行了尺寸类型的获取，然后如果是有缓存的，就尝试添加到缓存，如果添加成功就返回，不然就要释放块内存了。
PoolThreadCache的add
获取缓存，尝试添加：
boolean add(PoolArena<?> area, PoolChunk chunk, ByteBuffer nioBuffer,
long handle, int normCapacity, SizeClass sizeClass) {
MemoryRegionCache<?> cache = cache(area, normCapacity, sizeClass);
if (cache == null) {
return false;
}
return cache.add(chunk, nioBuffer, handle);//存在就尝试添加
}
cache
即是根据尺寸类型进行获取，获取的3个方法前面一片都讲过了。
private MemoryRegionCache<?> cache(PoolArena<?> area, int normCapacity, SizeClass sizeClass) {
switch (sizeClass) {
case Normal:
return cacheForNormal(area, normCapacity);
case Small:
return cacheForSmall(area, normCapacity);
case Tiny:
return cacheForTiny(area, normCapacity);
default:
throw new Error();
}
}
MemoryRegionCache的add
这里开始尝试添加，会先将要缓存的数据封装成一个实体，然后尝试放进队列里，如果队列满了，放不了，就把实体回收，返回false。如果能放，就直接返回true。
public final boolean add(PoolChunk<T> chunk, ByteBuffer nioBuffer, long handle) {
Entry<T> entry = newEntry(chunk, nioBuffer, handle);//获取一个entry
boolean queued = queue.offer(entry);//放进缓存队列
if (!queued) {
// If it was not possible to cache the chunk, immediately recycle the entry
entry.recycle();//不成功就立刻回收entry
}
return queued;//返回是否入队成功
}
至此添加到缓存讲完了， 其实就是缓冲区没用被引用的时候就会添加到线程本地缓存，以便于下一次用可以直接拿出来初始化，不需要进行内存分配算法了，提高了效率 。
PoolThreadCache的trim
前面这个方法没详细讲，现在可以讲下，其实就是清空缓存，但是值在缓存尝试分配后，如果到达分配的阈值就会开始清除，都分配了8k次了，如果还有剩下的，基本就是release后很久就没被复用的内存，这样的内存放久了就等于内存泄露，所以还是要回收掉。
所有数组都要进行清除：
数组中的所有MemoryRegionCache都要清除：
MemoryRegionCache的trim
首先获取要释放的数量，没分配过也有size个，没关系呀，后面会判断能否取从队列里取，取不到说明没了，就跳出来了，不会执行剩下的循环。当然分配出去的就要减掉啦。
public final void trim() {
int free = size - allocations;//还存在队列里的数量
allocations = 0;
// We not even allocated all the number that are
if (free > 0) {
free(free, false);
}
}
free
可以看到，主要还是考从队列里取，去完释放完为止，返回释放的个数。
private int free(int max, boolean finalizer) {
int numFreed = 0;
for (; numFreed < max; numFreed++) {
Entry<T> entry = queue.poll();
if (entry != null) {
freeEntry(entry, finalizer);
} else {
// all cleared 如果发现null了说明释放完了，不一定要遍历完max
return numFreed;
}
}
return numFreed;
}
freeEntry
private void freeEntry(Entry entry, boolean finalizer) {
PoolChunk chunk = entry.chunk;
long handle = entry.handle;
ByteBuffer nioBuffer = entry.nioBuffer;
if (!finalizer) {
// recycle now so PoolChunk can be GC'ed. This will only be done if this is not freed because of
// a finalizer.
entry.recycle();//回收entry
}
chunk.arena.freeChunk(chunk, handle, sizeClass, nioBuffer, finalizer);
}
最终是调用PoolArena的freeChunk进行回收的。如果整个PoolThreadCache被回收了，会使得finalizer=true：
那也就不回收entry了。
其实这个跟刚开始的PoolArena的free里面最后释放的一样：
PoolArena的freeChunk
先统计释放的数量，然后调用chunk块的PoolChunkList释放，根据情况再看是否要释放chunk块。
void freeChunk(PoolChunk<T> chunk, long handle, SizeClass sizeClass, ByteBuffer nioBuffer, boolean finalizer) {
final boolean destroyChunk;
synchronized (this) {
// We only call this if freeChunk is not called because of the PoolThreadCache finalizer as otherwise this
// may fail due lazy class-loading in for example tomcat.
if (!finalizer) {//增加释放次数
switch (sizeClass) {
case Normal:
++deallocationsNormal;
break;
case Small:
++deallocationsSmall;
break;
case Tiny:
++deallocationsTiny;
break;
default:
throw new Error();
}
}
destroyChunk = !chunk.parent.free(chunk, handle, nioBuffer);//返回是否要销毁
}
if (destroyChunk) {//是否释放块
// destroyChunk not need to be called while holding the synchronized lock.
destroyChunk(chunk);
}
}
PoolChunkList的free
最终还是要到chunk中释放。释放完之后看使用率进行移动并从块列表中删除，如果移动到q000不能往前移了，就说明块没利用率，没说没任何使用，得释放了，返回false。否则返回true。
boolean free(PoolChunk<T> chunk, long handle, ByteBuffer nioBuffer) {
chunk.free(handle, nioBuffer);//块释放内存
if (chunk.usage() < minUsage) {//小于最小使用率的
remove(chunk);//从当前快列表中删除
// Move the PoolChunk down the PoolChunkList linked-list.
return move0(chunk);//给上一个快列表
}
return true;
}
PoolChunk的free
这里做的事比较多，首先就是根据句柄handle获取相应的信息，然后如果是子页类型的就去释放子页的部分空间，如果释放完后发现子页的内存还有被使用，那就返回，否则就把子页回收了，把内存映射索引对应的深度设置回初始深度值，更新其父节点深度。
void free(long handle, ByteBuffer nioBuffer) {
int memoryMapIdx = memoryMapIdx(handle);//获取内存映射索引
int bitmapIdx = bitmapIdx(handle);//获取位图索引
if (bitmapIdx != 0) { // free a subpage 表示有子页要释放的操作，normal类型是没有的
PoolSubpage<T> subpage = subpages[subpageIdx(memoryMapIdx)];//获取子页
assert subpage != null && subpage.doNotDestroy;
// Obtain the head of the PoolSubPage pool that is owned by the PoolArena and synchronize on it.
// This is need as we may add it back and so alter the linked-list structure.
PoolSubpage<T> head = arena.findSubpagePoolHead(subpage.elemSize);
synchronized (head) {
if (subpage.free(head, bitmapIdx & 0x3FFFFFFF)) {//释放位图索引所在的内存，返回true表示子页内存有被用，不用销毁，直接返回，否则表示子页内存没被使用了，可以被销毁了
return;
}
}
}
freeBytes += runLength(memoryMapIdx);//回收空间数量
setValue(memoryMapIdx, depth(memoryMapIdx));//把内存映射索引设置回初始值
updateParentsFree(memoryMapIdx);//更新父节点的深度
if (nioBuffer != null && cachedNioBuffers != null &&
cachedNioBuffers.size() < PooledByteBufAllocator.DEFAULT_MAX_CACHED_BYTEBUFFERS_PER_CHUNK) {
cachedNioBuffers.offer(nioBuffer);//如果使用了nioBuffer，就放入缓存cachedNioBuffers
}
}
PoolSubpage的free
释放位图中的索引位，可以给下一次申请的直接用，如果可用的数量是0，即已经是用完的子页的话，重新加入到head后。返回true，说明不需要删除子页，又复用了。如果可用数量不为0，释放后数量页等于最大数量，说明这个子页现在没有任何内存被分配出去了，那就等于这个子页没什么用了， 但是如果就只剩head了，那就不删除了，直接返回，删除的话后面申请的又的重新创建，浪费时间。如果除了head还有其他子页，那就从双向循环列表中删除掉当前子页，并设置需要销毁标志doNotDestroy=false，返回false，否则就返回true。
boolean free(PoolSubpage<T> head, int bitmapIdx) {
if (elemSize == 0) {
return true;
}
int q = bitmapIdx >>> 6;//获取位图在数组中的索引
int r = bitmapIdx & 63;//获取位图内部索引
assert (bitmap[q] >>> r & 1) != 0;
bitmap[q] ^= 1L << r;//异或，设置为0
setNextAvail(bitmapIdx);//将索引释放，下一个可以直接获取整个索引
if (numAvail ++ == 0) {//如果已经使用完的子页，有空间了再加到head后
addToPool(head);
return true;
}
if (numAvail != maxNumElems) {//还有其他内存在使用
return true;//还在使用，返回true
} else {//不使用了，所以能分配的就等于最大分配数
// Subpage not in use (numAvail == maxNumElems)
if (prev == next) {//只有一个head了，那不能删除
// Do not remove if this subpage is the only one left in the pool.
return true;
}
//如果有其他子页的话，删除当前子页
// Remove this subpage from the pool if there are other subpages left in the pool.
doNotDestroy = false;//设置要销毁
removeFromPool();
return false;
}
}
updateParentsFree
这个就是申请时候的更新逆运算啦，反过来理解就好：
private void updateParentsFree(int id) {
int logChild = depth(id) + 1;
while (id > 1) {
int parentId = id >>> 1;
byte val1 = value(id);
byte val2 = value(id ^ 1);
logChild -= 1; // in first iteration equals log, subsequently reduce 1 from logChild as we traverse up
if (val1 == logChild && val2 == logChild) {//两个子节点都被使用的情况下
setValue(parentId, (byte) (logChild - 1));//父节点只要将子节点深度-1就好
} else {//只用了其中一个，就需要设置为两个子节点中最小的即可
byte val = val1 < val2 ? val1 : val2;
setValue(parentId, val);
}
id = parentId;//继续向上找父节点
}
}
PoolChunkList的remove
如果发现chunk块列表的使用率小的话，就从块列表中删除，并准备往前移。
private void remove(PoolChunk<T> cur) {
if (cur == head) {//是头结点处理
head = cur.next;
if (head != null) {
head.prev = null;
}
} else {//非头结点处理
PoolChunk<T> next = cur.next;
cur.prev.next = next;
if (next != null) {
next.prev = cur.prev;
}
}
}
PoolChunkList的move0
往以一个块列表移，如果发现符合条件就加入块列表，否则就继续往前移，直到移到q000块列表位为止，返回false，表示要销毁这个块。
private boolean move0(PoolChunk<T> chunk) {
if (prevList == null) {//当前块列表没有前一个块列表了，也就是Q0，可以直接删除块释放内存
// There is no previous PoolChunkList so return false which result in having the PoolChunk destroyed and
// all memory associated with the PoolChunk will be released.
assert chunk.usage() == 0;
return false;
}
return prevList.move(chunk);//移动到前一个快列表中
}
PoolArena的destroyChunk
这里就是真正的释放块内存了，两种情况，一种是堆内存，这个当然就给虚拟机处理器，所以实现方法是空的：
堆外内存的话就是根据是否有清理器来释放，其实就是直接释放堆外内存，前面文章有讲过的：
PoolThreadLocalCache的onRemoval
如何才可以在线程结束的时候调用方法呢，其实就是包装成FastThreadLocalRunnable的效果：
前面有说PoolThreadLocalCache在线程执行完会自动释放缓存，其实就是onRemoval方法。
@Override
protected void onRemoval(PoolThreadCache threadCache) {
threadCache.free(false);
}
里面调用了缓存的释放方法。
PoolThreadCache的free(boolean finalizer)
里面也是每个缓存数组都释放，返回释放的总数量，然后对应的计数减少。
void free(boolean finalizer) {
// As free() may be called either by the finalizer or by FastThreadLocal.onRemoval(...) we need to ensure
// we only call this one time.
if (freed.compareAndSet(false, true)) {
int numFreed = free(tinySubPageDirectCaches, finalizer) +
free(smallSubPageDirectCaches, finalizer) +
free(normalDirectCaches, finalizer) +
free(tinySubPageHeapCaches, finalizer) +
free(smallSubPageHeapCaches, finalizer) +
free(normalHeapCaches, finalizer);
if (numFreed > 0 && logger.isDebugEnabled()) {
logger.debug("Freed {} thread-local buffer(s) from thread: {}", numFreed,
Thread.currentThread().getName());
}
if (directArena != null) {
directArena.numThreadCaches.getAndDecrement();
}
if (heapArena != null) {
heapArena.numThreadCaches.getAndDecrement();
}
}
}
最终还是到这里，其实就是返回所有回收的总数量：
现在我们知道了，其实最终释放的是整一个块。内存的申请和释放可以从缓存中获取，缓存又存在于线程本地变量中，当然线程回收了，会回收线程本地变量，就会释放对应的缓存，当然不一定会把块释放了，因为有可能多个线程对应一个块，其他线程还在使用块。
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