Netty內(nèi)存管理器ByteBufAllocator及內(nèi)存分配

ByteBufAllocator 內(nèi)存管理器:

　　Netty 中內(nèi)存分配有一個最頂層的抽象就是ByteBufAllocator，負責分配所有ByteBuf 類型的內(nèi)存。功能其實不是很多，主要有以下幾個重要的API：

public interface ByteBufAllocator {/**分配一塊內(nèi)存，自動判斷是否分配堆內(nèi)內(nèi)存或者堆外內(nèi)存。
     * Allocate a {@link ByteBuf}. If it is a direct or heap buffer depends on the actual implementation.
     */
    ByteBuf buffer();/**盡可能地分配一塊堆外直接內(nèi)存，如果系統(tǒng)不支持則分配堆內(nèi)內(nèi)存。
     * Allocate a {@link ByteBuf}, preferably a direct buffer which is suitable for I/O.
     */
    ByteBuf ioBuffer();/**分配一塊堆內(nèi)內(nèi)存。
     * Allocate a heap {@link ByteBuf}.
     */
    ByteBuf heapBuffer();/**分配一塊堆外內(nèi)存。
     * Allocate a direct {@link ByteBuf}.
     */
    ByteBuf directBuffer();/**組合分配，把多個ByteBuf 組合到一起變成一個整體。
     * Allocate a {@link CompositeByteBuf}.If it is a direct or heap buffer depends on the actual implementation.
     */
    CompositeByteBuf compositeBuffer();
 }

　　到這里有些小伙伴可能會有疑問，以上API 中為什么沒有前面提到的8 中類型的內(nèi)存分配API？下面我們來看ByteBufAllocator 的基本實現(xiàn)類AbstractByteBufAllocator，重點分析主要API 的基本實現(xiàn)，比如buffer()方法源碼如下：

public abstract class AbstractByteBufAllocator implements ByteBufAllocator {
    @Override
    public ByteBuf buffer() {
        //判斷是否默認支持directBuffer
        if (directByDefault) {
            return directBuffer();
        }
        return heapBuffer();
    }
}

　　我們發(fā)現(xiàn)buffer()方法中做了判斷，是否默認支持directBuffer，如果支持則分配directBuffer，否則分配heapBuffer。directBuffer()方法和heapBuffer()方法的實現(xiàn)邏輯幾乎一致，來看directBuffer()方法：

@Override
public ByteBuf directBuffer() {
　//分配大小，初始大小256  默認最大capacity為Integer.MAX
    return directBuffer(DEFAULT_INITIAL_CAPACITY, DEFAULT_MAX_CAPACITY);
}

@Override
public ByteBuf directBuffer(int initialCapacity, int maxCapacity) {
    if (initialCapacity == 0 && maxCapacity == 0) {
        return emptyBuf;
    }//校驗初始化大小和最大大小
    validate(initialCapacity, maxCapacity);
    return newDirectBuffer(initialCapacity, maxCapacity);
}

/**
 * Create a direct {@link ByteBuf} with the given initialCapacity and maxCapacity.
 */
protected abstract ByteBuf newDirectBuffer(int initialCapacity, int maxCapacity);

　　directBuffer()方法有多個重載方法，最終會調(diào)用newDirectBuffer()方法，我們發(fā)現(xiàn)newDirectBuffer()方法其實是一個抽象方法，最終，交給AbstractByteBufAllocator 的子類來實現(xiàn)。同理，我們發(fā)現(xiàn)heapBuffer()方法最終是調(diào)用newHeapBuffer()方法，而newHeapBuffer()方法也是抽象方法，具體交給AbstractByteBufAllocator 的子類實現(xiàn)。AbstractByteBufAllocator 的子類主要有兩個：PooledByteBufAllocator 和UnpooledByteBufAllocator，下面我們來看AbstractByteBufAllocator 子類實現(xiàn)的類結(jié)構圖：

　　到這里，其實我們還只知道directBuffer、heapBuffer 和pooled、unpooled 的分配規(guī)則，那unsafe 和非unsafe是如何判別的呢？其實，是Netty 自動幫我們判別的，如果操作系統(tǒng)底層支持unsafe 那就采用unsafe 讀寫，否則采用非unsafe 讀寫。我們可以從UnpooledByteBufAllocator 的源碼中驗證一下，來看源碼：

public final class UnpooledByteBufAllocator extends AbstractByteBufAllocator implements ByteBufAllocatorMetricProvider {

　　@Override
　　protected ByteBuf newHeapBuffer(int initialCapacity, int maxCapacity) {
   　　 return PlatformDependent.hasUnsafe() ? new UnpooledUnsafeHeapByteBuf(this, initialCapacity, maxCapacity)
          　　  : new UnpooledHeapByteBuf(this, initialCapacity, maxCapacity);
　　}

　　@Override
　　protected ByteBuf newDirectBuffer(int initialCapacity, int maxCapacity) {
 　　   ByteBuf buf = PlatformDependent.hasUnsafe() ?
  　　          UnsafeByteBufUtil.newUnsafeDirectByteBuf(this, initialCapacity, maxCapacity) :
  　　          new UnpooledDirectByteBuf(this, initialCapacity, maxCapacity);
  　　  return disableLeakDetector ? buf : toLeakAwareBuffer(buf);
　　}
}

　　我們發(fā)現(xiàn)在newHeapBuffer()方法和newDirectBuffer()方法中，分配內(nèi)存判斷PlatformDependent 是否支持Unsafa，如果支持則創(chuàng)建Unsafe 類型的Buffer，否則創(chuàng)建非Unsafe 類型的Buffer。由Netty 幫我們自動判斷了。