优雅的slab内存分配器(四)——shared cache

Shared cache的作用是什么?

shared cache实际上充当了cpu_cache与slab之间的缓存。当cpu_cache中的object用完了,可以先从shared cache中获取object,如果shared object中没有object,才会到slab中申请object;同样,当释放object时,如果cpu_cache已满,则会将object释放到shared cache中,如果shared cache也满了,才会放到slab中。

shared cache机制有以下几点好处:

  1. 将object释放到shared cache中要比将object释放到slab中速度快;同样,从shared cache中申请object,也比从slab中申请object速度快。所以shared cache加快了申请和释放内存的速度。
  2. 增加了硬件cache命中的几率。短时间内连续申请和释放同样大小的object在系统上是非常常见的,这种场景下object被释放到shared cache中在不久的将来又会从shared cache中获取该object,该object在硬件cache中已经被驱逐的概率比较小,命中的概率比较大;而如果object被释放到slab中,则下次很可能从其他slab中分配object,前面的object被驱逐的概率增加,同样新申请的object不命令的概率也增加。

shared cache初始化

  1. kmem_cache_init_late对所有已经创建的kmem cache做cpucache使能,调用接口enable_cpucache。
  2. enable_cpucache会计算kmem cache实例的shared的值,shared*batchcount是shared cache中可以缓存的object 的最大数量。
  3. enable_cpucache–>do_tune_cpucache–>__do_tune_cpucache–>setup_kmem_cache_nodes–>setup_kmem_cache_node–>alloc_arraycache为shared cache分配空间。

object释放到shared cache中

  1. ___cache_free中如果cpu_cache已满,则调用cache_flusharray将cpu cache中最多batchcount个object刷到shared cache中。
  2. cache_flusharray中会判断shared cache是否已经满了,如果没有满,则将最多batchcount个object刷入shared cache中,如果shared cache已经满了,则将object刷入slab中。

object从shared cache中分配

  1. 当cpu cache中没有object可用时,会调用cache_alloc_refill申请object填入cpu cache中。
  2. cache_alloc_refill会判断shared cache是否有object可用,如果有调用transfer_objects将shared cache中的object移入cpu cache中;如果shared cache中没有object可用,则到slab中获取object。

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