探究slab在內(nèi)核內(nèi)存管理和用戶態(tài)Memcached的雙重存在

很多基礎(chǔ)的概念，將跨越軟件的層次而存在。比如slab，對于內(nèi)核人員，我們都知道slab是buddy之上的一層。

因為buddy作為Linux內(nèi)核最底層的內(nèi)存管理器，它分配1頁，2頁，4頁，2^n頁，但是作為內(nèi)核的堆用戶本身，經(jīng)常只是調(diào)用kmalloc（）申請一個小內(nèi)存，或者調(diào)用kmem_cache_alloc（）申請一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，2^n頁給它，會形成大量碎片浪費(fèi)。所以slab找buddy要了2^n頁后，內(nèi)部切割為同樣size的object，再給kmalloc和kmem_cache_alloc（）拿走。

它的邏輯如下：

這樣一種軟件本質(zhì)意義上的需求，不會因為只是內(nèi)核就需要。比如同樣的slab算法，也被著名的用戶態(tài)軟件Memcached需要著。

Memcached是一種分布式內(nèi)存對象緩存系統(tǒng)，用于動態(tài)Web等應(yīng)用以減輕數(shù)據(jù)庫的負(fù)載。它在內(nèi)存中緩存數(shù)據(jù)和對象，使用key-value對形式存儲。它的網(wǎng)站首頁（https://memcached.org/）顯示了它的基本用法邏輯：

Memcached的原理也類似內(nèi)核態(tài)page cache的原理：

比如你查詢一個數(shù)據(jù)庫，可以先看看Memcached里面有沒有命中，命中就直接從Memcached的內(nèi)存里面拿到值了，沒有的時候才需要去查數(shù)據(jù)庫。查到后，可以把結(jié)果放入Memcached，這樣下次再訪問同樣數(shù)據(jù)，不再需要進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的查詢動作。

Memcached也同樣采用slab分配算法來組織數(shù)據(jù)的存放，里面可以組織不同大小的chunks：

正如Linux內(nèi)核的每一種不同slab里面的object的大小不一樣。

我們安裝1個Memcached：

$ sudo apt-get install memcached

然后啟動起來，你馬上看到memcached打印說自己創(chuàng)建了各種不同chunk size的slab：

當(dāng)然，還有更多的相似性，比如Memcached里面的對象，也是LRU算法替換。所以LRU這種，也是一種本質(zhì)上的事情。

編輯：jq