Nginx内存池（小块内存分配过程）

Nginx申请内存函数有如下几个：

void *
ngx_palloc(ngx_pool_t *pool, size_t size)
{
#if !(NGX_DEBUG_PALLOC)
    if (size <= pool->max) {
        return ngx_palloc_small(pool, size, 1);
    }
#endif

    return ngx_palloc_large(pool, size);
}

void *
ngx_pnalloc(ngx_pool_t *pool, size_t size)
{
#if !(NGX_DEBUG_PALLOC)
    if (size <= pool->max) {
        return ngx_palloc_small(pool, size, 0);
    }
#endif

    return ngx_palloc_large(pool, size);
}

void *
ngx_pcalloc(ngx_pool_t *pool, size_t size)
{
    void *p;

    p = ngx_palloc(pool, size);
    if (p) {
        ngx_memzero(p, size);
    }

    return p;
}
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其中ngx_palloc函数是考虑内存对齐的，而ngx_pnalloc是不考虑内存对齐的，ngx_pcalloc调用的还是ngx_palloc，只是对一个初始化为0的一个操作，主要分析的是ngx_palloc函数。

参数size是申请内存块的大小，如果size大于小块内存分配的上限，申请的就是大块内存，否则申请的就是小块内存。

小块内存申请过程

先看小块内存的申请过程，ngx_palloc_small函数的定义：

static ngx_inline void *
ngx_palloc_small(ngx_pool_t *pool, size_t size, ngx_uint_t align)
{
    u_char      *m;
    ngx_pool_t  *p;

    p = pool->current;

    do {
        m = p->d.last;

        if (align) {
            m = ngx_align_ptr(m, NGX_ALIGNMENT);
        }

        if ((size_t) (p->d.end - m) >= size) {
            p->d.last = m + size;

            return m;
        }

        p = p->d.next;

    } while (p);

    return ngx_palloc_block(pool, size);
}
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首先用p指向分配小块内存的当前块，如果考虑字节对齐的话，会把p->d.last提升到NGX_ALIGNMENT的整数倍，NGX_ALIGNMENT是一个跟平台相关的宏，32位系统下是4，64位下是8，需要注意的是不是把申请的内存提升，而是把可用内存的起始地址提升，没有全部利用内存池的全部空间。
如果提升后的可用大小大于申请的空间，把p->d.last = m + size;，m 返回即可。

如果当前内存池块的可用大小不足，就回去下个内存块去找。如果已有的内存块都不满足，就会通过ngx_palloc_block函数再申请一个内存池块，提供使用。ngx_palloc_block函数除了申请新的内存块，还有一些维护内存池高性能的一些额外操作，函数定义如下：

static void *
ngx_palloc_block(ngx_pool_t *pool, size_t size)
{
    u_char      *m;
    size_t       psize;
    ngx_pool_t  *p, *new;

    psize = (size_t) (pool->d.end - (u_char *) pool);

    m = ngx_memalign(NGX_POOL_ALIGNMENT, psize, pool->log);
    if (m == NULL) {
        return NULL;
    }

    new = (ngx_pool_t *) m;

    new->d.end = m + psize;
    new->d.next = NULL;
    new->d.failed = 0;

    m += sizeof(ngx_pool_data_t);
    m = ngx_align_ptr(m, NGX_ALIGNMENT);
    new->d.last = m + size;

    for (p = pool->current; p->d.next; p = p->d.next) {
        if (p->d.failed++ > 4) {
            pool->current = p->d.next;
        }
    }

    p->d.next = new;

    return m;
}

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ngx_palloc_block申请的新内存池块的头部信息不在是用ngx_pool_t 维护，而是用ngx_pool_data_t来维护，ngx_pool_data_t的结构比ngx_pool_t小，它的成员足以维护额外内存池块，可以省出更多的空间使用，申请的大小和头部块的大小一致。
把需要维护的成员更新后，会对前面的块记录申请失败且需要开新块的次数+1，如果需要开新块的次数超过4次，说明这个块剩余的内存已经很小了，那么这块内存块就不再参与分配，把pool->current改为下个内存池块。
最后再把新申请的内存池块串到next指针下。

最后最后需要注意：Nginx内存池分配的小块内存，是不提供回收释放的！