Zend Memory Manager (ZMM)：Chunk、Page与Slot的三级内存分配器实现细节 各位朋友，大家好！今天我们来深入探讨PHP内核中至关重要的一个组件——Zend Memory Manager（ZMM）。ZMM负责PHP脚本执行期间的内存分配和管理，其效率直接影响着PHP的性能。ZMM采用了一种巧妙的三级内存分配机制，即Chunk、Page和Slot。理解这三个概念以及它们之间的关系，对于优化PHP应用、排查内存泄漏问题至关重要。 一、ZMM的设计背景与目标 在深入了解ZMM的实现细节之前，我们首先要明确ZMM的设计目标。传统的malloc和free虽然通用，但在高并发、频繁内存分配和释放的场景下，效率较低，容易产生内存碎片。PHP作为一种解释型语言，需要一个高效、可控的内存管理机制来满足其需求。 ZMM的设计目标主要包括： 高效性： 减少内存分配和释放的开销，提高PHP脚本的执行速度。 可控性： 提供对内存管理的细粒度控制，方便诊断和解决内存问题。 减少碎片： 尽可能地减少内存碎片的产生，提高内存利用率。 安全性： 避免内存泄漏和悬挂指针等问题。 为了实现这些 …
JAVA Redis 内存碎片率高？内存分配器与碎片回收机制解析
好的，我们开始今天的讲座。 JAVA Redis 内存碎片率高？内存分配器与碎片回收机制解析 大家好，今天我们来聊聊一个在实际生产环境中经常遇到的问题：Java Redis客户端连接Redis服务器时，遇到的内存碎片率高的问题。这个问题不仅会降低Redis的性能，还可能导致OOM (Out Of Memory) 异常。我们将从几个方面来深入探讨这个问题，包括Redis内存管理、内存分配器、碎片回收机制以及Java客户端的影响。 Redis 内存管理基础 首先，我们需要了解Redis的内存管理机制。Redis是一个内存数据库，所有数据都存储在内存中。这意味着Redis的性能直接依赖于内存的使用效率。Redis使用了自己的一套内存管理策略，主要包括以下几个方面： 数据结构： Redis支持多种数据结构，如字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（ZSet）等。每种数据结构在内存中的存储方式不同，会影响内存的利用率。 内存分配： Redis使用多种内存分配策略来满足不同数据结构的存储需求，这涉及到jemalloc等内存分配器的使用。 内存回收： R …
Java Panama FFM API：使用Arena分配器实现结构化并发与内存隔离
Java Panama FFM API：使用Arena分配器实现结构化并发与内存隔离 大家好，今天我们来深入探讨Java Panama FFM API，特别是如何利用Arena分配器实现结构化并发和内存隔离。这是一个非常强大的组合，可以帮助我们构建更高效、更安全、更易于管理的并发系统。 Panama FFM API 简介 首先，简单回顾一下Panama FFM API。FFM (Foreign Function & Memory Access) API 是 Project Panama 的核心组件之一，旨在简化Java与原生代码（如C/C++）的交互，并提供更精细的内存管理能力。它解决了传统JNI的诸多问题，比如性能开销大、安全风险高、开发复杂等。 FFM API 主要包含以下几个关键概念： MemorySegment: 代表一块连续的内存区域，可以从堆内（On-Heap）或堆外（Off-Heap）分配。 MemoryAddress: 代表内存地址，用于访问 MemorySegment 中的数据。 MemoryLayout: 描述内存中数据的结构，类似于C语言中的 struct …
Java中的堆外内存管理：自定义内存池与Arena分配器的实现
Java 堆外内存管理：自定义内存池与 Arena 分配器的实现 大家好！今天我们来深入探讨 Java 堆外内存管理，特别是如何通过自定义内存池和 Arena 分配器来提升应用程序的性能和资源利用率。 1. 堆外内存概述 Java 虚拟机（JVM）主要管理着两种类型的内存：堆内存和非堆内存。堆内存是对象实例的主要存储区域，由垃圾回收器（GC）自动管理。非堆内存则包括方法区（元空间）、直接内存等。 直接内存（Direct Memory）是一种特殊的非堆内存，它允许 Java 程序通过 java.nio 包直接分配和访问操作系统本地内存，绕过 JVM 堆，减少数据拷贝，从而提高 I/O 操作的性能。 1.1 堆外内存的优势 减少 GC 压力： 大对象或生命周期长的对象存储在堆外，可以避免频繁的 GC，降低 GC 停顿时间。 提升 I/O 性能： 直接内存可以减少内核空间与用户空间之间的数据拷贝，提高网络传输和文件读写性能。 突破堆内存限制： 某些情况下，堆内存的大小受到限制，使用堆外内存可以突破这个限制。 1.2 堆外内存的缺点 手动管理： 堆外内存需要手动分配和释放，容易造成内存泄漏。 …
C++ `jemalloc` / `tcmalloc` 源代码分析：理解高性能分配器的内部机制
哈喽，各位好！ 今天咱们来聊聊C++里两员大将：jemalloc和tcmalloc，它们都是高性能内存分配器，江湖人称“malloc终结者”。这俩家伙可不是盖的，能显著提升程序的性能，尤其是在多线程环境下。咱们深入源代码，揭秘它们的内部运作机制，看看它们是如何做到如此高效的。 一、内存分配的痛点：标准malloc的不足 在了解jemalloc和tcmalloc之前，先简单回顾一下标准malloc。标准malloc虽然历史悠久，应用广泛，但存在一些固有的问题： 锁竞争： 多线程环境下，多个线程同时调用malloc和free，会产生激烈的锁竞争，导致性能瓶颈。想象一下，只有一个洗手间，一大堆人排队，那效率可想而知。 内存碎片： 频繁地分配和释放不同大小的内存块，容易产生内存碎片，降低内存利用率。就像家里乱扔东西，空间越来越小。 缺乏精细控制： 标准malloc提供的控制选项较少，难以针对特定应用场景进行优化。 二、jemalloc：碎片整理大师 jemalloc（"je"代表Jason Evans，作者的名字）以其出色的碎片整理能力和多线程支持而闻名。它的核心思想是：分 …
C++ `std::pmr::polymorphic_allocator`：运行时多态内存分配器的设计与应用
哈喽，各位好！欢迎来到今天的C++“内存历险记”！今天我们要聊的是一个听起来有点高大上，但其实用起来能让你的代码更灵活、更高效的家伙：std::pmr::polymorphic_allocator，也就是运行时多态内存分配器。 第一幕：内存分配的老故事 在开始“多态之旅”之前，我们先简单回顾一下传统的内存分配方式。想象一下，你是一家餐厅的老板，客人来了要点菜，你得给他们准备食材。 new/delete (malloc/free): 这就像你自己去菜市场买菜。你直接跟市场大妈说：“我要一块猪肉！”市场大妈给你一块，用完你得自己再拿回去还给人家。这种方式简单粗暴，但效率不高，而且容易出错（比如忘记还了，造成内存泄漏）。 int* arr = new int[10]; // 买10个int大小的“猪肉” // … 使用 arr … delete[] arr; // 还给市场大妈 定制分配器: 如果你觉得市场大妈太慢，你可以自己开个农场，专门给自己餐厅供菜。这就是定制分配器。你可以根据自己的需求优化内存分配策略，比如预先分配一大块内存，然后从中切分给客人。 #include <m …
继续阅读“C++ `std::pmr::polymorphic_allocator`：运行时多态内存分配器的设计与应用”
Redis `jemalloc` 内存分配器：性能与内存效率的平衡
大家好，我是今天的讲师，今天咱们聊聊 Redis 的内存分配器，特别是大名鼎鼎的 jemalloc。这玩意儿可不是个简单的角色，它在 Redis 的性能和内存效率之间玩了个漂亮的平衡木。 一、Redis 的内存分配：不只是 malloc 那么简单 首先，咱们得明白，Redis 存储的是各种各样的数据，从简单的字符串到复杂的数据结构，这些数据都得在内存里安家。内存的分配和管理，直接影响 Redis 的性能和稳定性。 最基础的内存分配当然是 C 语言自带的 malloc 和 free。但是，直接用 malloc 有几个问题： 碎片化： 频繁地分配和释放小块内存，容易产生内存碎片，导致可用内存不连续，降低内存利用率。 性能开销： malloc 通常是通用的内存分配器，为了适应各种场景，它的实现比较复杂，性能上可能不是最优。 缺乏监控： 难以监控内存的使用情况，定位内存泄漏等问题。 所以，Redis 并没有直接依赖系统的 malloc，而是可以选择不同的内存分配器，其中 jemalloc 就是一个非常受欢迎的选择。 二、jemalloc：Facebook 出品的内存分配神器 jemalloc …
C++ NUMA-Aware Allocators：针对非统一内存访问架构的分配器
好的，让我们来一场关于 C++ NUMA 感知分配器的技术讲座！准备好，我们要深入到内存分配的奇妙世界，特别是那些让多核处理器“心跳加速”的 NUMA 系统。 大家好！欢迎来到 NUMA 大冒险！ 今天，我们不讲“Hello, World!”，我们要讲“Hello, NUMA!”。如果你觉得内存分配只是 new 和 delete 的简单游戏，那你就大错特错了。尤其是在 NUMA (Non-Uniform Memory Access) 系统里，内存分配可是一门大学问。 什么是 NUMA？别怕，我们用人话解释 想象一下，你和你的小伙伴们（处理器核心）住在一个大房子里（一台服务器）。房子里有很多冰箱（内存），每个小伙伴都有自己专属的冰箱，取东西（访问内存）最快。但是，如果你要跑到别人的冰箱里拿东西，那就要走一段路，速度就会慢一些。 这就是 NUMA 的核心思想： 本地内存（Local Memory）： 每个处理器节点都有自己直接连接的内存，访问速度最快。 远程内存（Remote Memory）： 访问其他处理器节点连接的内存，速度较慢。 所以，如果你不小心把你的数据放在了别人的“冰箱”里，你 …
C++ Arena / Bump Allocator：高性能、线程安全的快速分配器
好的，让我们来聊聊C++里的Arena/Bump Allocator，这玩意儿就像内存管理界的“快餐”，速度飞快，但也有自己的小脾气。 大家好，今天我们来聊聊Arena Allocator：内存管理的“快餐店” 各位程序猿/媛们，有没有遇到过这样的情况：你的程序像个贪吃蛇一样，不停地分配内存，然后又释放，结果搞得系统内存碎片满天飞，性能直线下降？这时候，Arena Allocator，或者叫Bump Allocator，就像救星一样出现了。 什么是Arena Allocator？ 简单来说，Arena Allocator就是一块预先分配好的连续内存区域，我们称之为“Arena”。 就像一个超大的停车场，你要停车就随便往里停，只要有空位就行。 当你用完这块内存，不会像new/delete那样立刻释放掉，而是等到整个Arena不用了，才一次性释放。 这样就避免了频繁的内存分配和释放，从而减少了内存碎片，提高了性能。 为什么要用Arena Allocator？ 想象一下，你要举办一个盛大的派对，你需要很多盘子来装食物。 传统new/delete： 你每拿一个菜，就向餐具租赁公司租一个盘子，用 …
C++ `new`/`delete` 的底层实现：内存分配器的定制与hooking
好的，各位观众老爷，欢迎来到“C++内存管理那些事儿”讲座！今天咱们不谈情怀，不讲虚的，就来扒一扒C++ new/delete 的底层实现，以及怎么定制和“hook”它们。放心，咱们尽量说人话，争取让各位听得懂，用得上。 第一幕：C++内存管理的基础——new和delete 首先，我们要明确一点：C++的new和delete，可不只是简单的内存分配和释放。它们背后藏着不少玄机。 new运算符： 其实分为两步： 调用operator new()分配原始内存。 调用构造函数，初始化对象。 delete运算符： 同样分为两步： 调用析构函数，清理对象。 调用operator delete()释放内存。 看起来很简单，对吧？但关键就在于operator new()和operator delete()这两个函数。它们才是真正负责内存分配和释放的“幕后黑手”。 代码示例： #include <iostream> class MyClass { public: MyClass() { std::cout << “Constructor calledn”; } ~MyClass …