在进修Netty的时候，ByteBuf随处可见，然则若何高效分派ByteBuf照样很复杂的，Netty的池化内存分派这块照样对照难的，好多人进修过，看过然则照样云里雾里的，本篇文章就是首要来讲解：Netty分派池化的堆外内存的细节，等候能够让你领略！！！
因为为了更好的表达，文章中的图我起码画了6小时，画的不熟悉，而且也强调一些细节上。
因为该源码中涉及到大量的二进制把持，建议看看其他二进制文章。
ByteBuf主要性
ByteBuf在Netty中一向存在，读写必备！ByteBuf是Netty的数据容器，高效分派ByteBuf至关主要！
Netty从socket读取数据。
Netty预备把数据写到socket中去。
经由这里我们就能够看到，再把数据写socket的之前会判断是否是堆外内存，若是不是会组织一个directbuffer对象的，细节代码如下：
所以本篇文章就是首要来讲解：Netty分派池化的堆外内存的细节，其实分派堆内存的细节好多也是雷同的。
备注：为什么不是堆外内存还要转堆外内存，为什么加这个判断，我之前也不睬解，突然有天和涤生大佬商议，商议商议就清楚了，后续有空写篇。
总览
本次首要商议的是关于池化内存的分派，PooledByteBufAllocator就是netty分派池化内存的把持进口。
其供应对外常用把持api：
Netty在发送数据的时候会判断是否是堆外内存，若是不是会进行封装的：
所有这里我们以分派池化的堆外内存为例，进行本文解说。池化的堆内存分派其实流程都差不多的。
下面我们来看看分派示例demo：
后续我们都邑凭据这段简洁的demo进行剖析。
把持进口类
PooledByteBufAllocator的初始化：
进去之后能够看到焦点类的一初始化把持：
分派理论是jemalloc，能够懂得为java版本的jemalloc实现。
PoolThreadCache
经由上图能够清楚的认识到PoolThreadCache的首要数据构造。
起头的时候，这些Cache里面都是没有值的，只有在挪用free释放的时候（在后续释放内存中会讲解），才会把之前分派的内存巨细放到该cache的queue里面，其实每次分派的时候都是先看看是否缓存里面有，若是有直接返回，没有则进行正常的分派流程（内存分派会讲解）。
我们来看看PoolArena directArena内容：
下面我们来看看PoolArena构造。
PoolArena
经由下图能够清楚的认识到PoolArena的首要数据构造。
在PoolArena里面涉及到PoolChunkList和PoolSubpage对应的构造有PoolChunk和PoolSubpage，我们来具体的看看这2块内容。
PoolChunk
第一次的时候，PoolChunkList、PoolSubpage都是默认值，需要新增一个Chunk，默认一个Chunk是16M。内部会构造是完全二叉树一共有4096个节点，有2048个叶子节点（每个叶子节点巨细为一个page，就是8k），非叶子节点的内存巨细等于左子树内存巨细加上右子树内存巨细。
完全二叉树构造如下：
这颗完全二叉树在java中是使用数组来进行透露的。
独一需要注重的是，下标是从1起头而不是0.
depthMap的值初始化后不再改变，memoryMap的值则跟着节点分派而改变。
这个值太多就不都截图了，就是把上面那颗完全二叉树用数组透露了罢了，只是值存的不是节点的下标而是存的树的深度罢了。
depthMap数组值为0透露能够分派16M空间，若是为1 透露能够分派8M，，若是为2透露嗯能够分派4M，若是为3透露能够分派2M ……………………若是为11透露能够分派8k空间。
若是该节点已经分派完成，就设置为12即可。
怎么确定需要分派的巨细在深度是几多？
若是需要分派的内存规格化之后，是小于8k，那么在8k上面分派即可（即深度为11）。
若是为8k或许大于8k那么经由下面代码就能够定位到深度了：
int d = maxOrder - (log2(normCapacity) - pageShifts);
知道深度之后，怎么进行定位到谁人节点呢？？？
找到该节点之后，先把该节点显露占用，在更新起父节点父节点的父………………如下：
SubpagePool
上面的图就是关于SubpagePool的内存构造了。我们在分派page的时候，凭据memoryMap对于的值就知道是否被分派了，那么若是是subpagePool呢？
subpagePool分为2类：tinySubpagePools和smallSubpagePools，巨细对于也对于上面的图里面了，每类都是固定巨细的，若是分派256b的巨细，那么一个page就是8k，8*1024/256 = 32块。那么怎么怎么透露每个还被分派了呢？
private final long[] bitmap;
因为一个long占用的字节数为64，我们这里仅仅是需要透露32个，所以使用一个long即可了，二进制每位 1透露已经使用了，0透露还未使用。
因为subpage不光仅需要定位到完全二叉树在谁人节点，还需要知道在long的第几个 而且是第几位，所以要复杂一些：
经由一个long的前32位来透露subpage的第几个long的第几位上面，经由后32来透露在完全二叉树的谁人节点上面，完美。
分派焦点
分派进口：ByteBuf byteBuf = alloc.directBuffer(256);
进行跟进代码：
我们来看：PooledByteBuf buf = newByteBuf(maxCapacity);
构建PooledByteBuf对象。最后返回PooledByteBuf对象。
我们来看下类继续构造：
所有ByteBuf byteBuf = alloc.directBuffer(256);这句话是没有什么问题的，不会报错。
我们来看看newByteBuf(maxCapacity)的细节实现：
这里借助了Netty增加实现的Recycler对象池手艺。Recycler设计也非常精巧，后续能够专门写篇Recycler文章，今天不是重点，我们只要知道因为分派PolledByteBuf对象的价值有点大，若是需要频仍使用到PolledByteBuf对象，而且对机能有所要求，那么池化手艺是一个不错的选择（好比我们以前使用的线程池、数据库保持池等都是雷同事理），池化手艺在必然水平上面削减了频仍建立对象带来的机能开销。其实这个雷同的思惟非经常见（好比我们查询数据库成本高，缓存到redis，思路也是一般的），在本篇后续中还能够体味到（PoolThreadCache）。
经由PooledByteBuf buf = newByteBuf(maxCapacity);仅仅是获取到了一个初始对象罢了。
分派的焦点在：allocate(cache, buf, reqCapacity);
先测验在1步伐 进行分派，凭据分歧的类型定位到分歧的Caches，若是有进行分派直接返回。若是1步伐 分派不了，进行2步伐上面分派。
2步伐分派细节：看看需要分派的是什么类型 page照样subpage，若是是subpage在凭据看看是tinySubpagePools照样smallSubpagePools，找到对应的槽位，看看链内外是否有可用的PoolSubpage，若是有就进行分派点窜标记退出，若是没有就现需要在先分派一个page了，凭据chunklist的这些看看是否有合适的，若是有合适的，那么在这些已经有的chunk上面进行分派一个page （分派page也是这个情形了）
之后在凭据分派到的page，进行该恳求巨细的分派 （因为一个page能够存储好多同巨细的数量）需要用long的位标记，透露该位置分派了，而且点窜完全二叉树的父等值，分派竣事。若是没有chunk那么需要新分派一块chunk之后反复上面步伐即可。
释放焦点
释放进口 ：byteBuf.release();
进行跟进代码：
经由这段代码我们就这段放入到响应的queue了：
缓存到了对应的Cache的queue里面了。
