memcached深度分析(2)

　　這個函數 fork 了整個進程之后，父進程就退出，接著重新定位 STDIN 、 STDOUT 、 STDERR 到空設備， daemon 就建立成功了。

　　Memcached 本身的啟動過程，在 memcached.c 的 main 函數中順序如下：

　　1 、調用 settings_init() 設定初始化參數

　　2 、從啟動命令中讀取參數來設置 setting 值

　　3 、設定 LIMIT 參數

　　4 、開始網絡 socket 監聽(如果非 socketpath 存在)( 1.2 之后支持 UDP 方式)

　　5 、檢查用戶身份( Memcached 不允許 root 身份啟動)

　　6 、如果有 socketpath 存在，開啟 UNIX 本地連接(Sock 管道)

　　7 、如果以 -d 方式啟動，創建守護進程(如上調用 daemon 函數)

　　8 、初始化 item 、 event 、狀態信息、 hash 、連接、 slab

　　9 、如設置中 managed 生效，創建 bucket 數組

　　10 、檢查是否需要鎖定內存頁

　　11 、初始化信號、連接、刪除隊列

　　12 、如果 daemon 方式，處理進程 ID

　　13 、event 開始，啟動過程結束， main 函數進入循環。

　　在 daemon 方式中，因為 stderr 已經被定向到黑洞，所以不會反饋執行中的可見錯誤信息。

　　memcached.c 的主循環函數是 drive_machine ，傳入參數是指向當前的連接的結構指針，根據 state 成員的狀態來決定動作。

　　Memcached 使用一套自定義的協議完成數據交換，它的 protocol 文檔可以參考： http://code.sixapart.com/svn/memcached/trunk/server/doc/protocol.txt

　　在API中，換行符號統一為\r\n

　　Memcached的內存管理方式

　　Memcached有一個很有特色的內存管理方式，為了提高效率，它使用預申請和分組的方式管理內存空間，而并不是每次需要寫入數據的時候去malloc，刪除數據的時候free一個指針。Memcached使用slab->chunk的組織方式管理內存。

　　1.1和1.2的slabs.c中的slab空間劃分算法有一些不同，后面會分別介紹。

　　Slab可以理解為一個內存塊，一個slab是memcached一次申請內存的最小單位，在memcached中，一個slab的大小默認為 1048576字節(1MB)，所以memcached都是整MB的使用內存。每一個slab被劃分為若干個chunk，每個chunk里保存一個 item，每個item同時包含了item結構體、key和value(注意在memcached中的value是只有字符串的)。slab按照自己的 id分別組成鏈表，這些鏈表又按id掛在一個slabclass數組上，整個結構看起來有點像二維數組。slabclass的長度在1.1中是21，在 1.2中是200。

　　slab有一個初始chunk大小，1.1中是1字節，1.2中是80字節，1.2中有一個factor值，默認為1.25

　　在1.1中，chunk大小表示為初始大小*2^n，n為classid，即：id為0的slab，每chunk大小1字節，id為1的slab，每 chunk大小2字節，id為2的slab，每chunk大小4字節……id為20的slab，每chunk大小為1MB，就是說id為20的slab里只有一個chunk：

void slabs_init(size_t limit) {
    int i;
    int size=1;
 
    mem_limit = limit;
    for(i=0; i<=POWER_LARGEST; i++, size*=2) {
        slabclass[i].size = size;
        slabclass[i].perslab = POWER_BLOCK / size;
        slabclass[i].slots = 0;
        slabclass[i].sl_curr = slabclass[i].sl_total = slabclass[i].slabs = 0;
        slabclass[i].end_page_ptr = 0;
        slabclass[i].end_page_free = 0;
        slabclass[i].slab_list = 0;
        slabclass[i].list_size = 0;
        slabclass[i].killing = 0;
    }
 
    /* for the test suite:  faking of how much we've already malloc'd */
    {
        char *t_initial_malloc = getenv("T_MEMD_INITIAL_MALLOC");
        if (t_initial_malloc) {
            mem_malloced = atol(getenv("T_MEMD_INITIAL_MALLOC"));
        }
    }
 
    /* pre-allocate slabs by default, unless the environment variable
       for testing is set to something non-zero */
    {
        char *pre_alloc = getenv("T_MEMD_SLABS_ALLOC");
        if (!pre_alloc || atoi(pre_alloc)) {
            slabs_preallocate(limit / POWER_BLOCK);
        }
    }
}

　　在1.2中，chunk大小表示為初始大小*f^n，f為factor，在memcached.c中定義，n為classid，同時，201個頭不是全部都要初始化的，因為factor可變，初始化只循環到計算出的大小達到slab大小的一半為止，而且它是從id1開始的，即：id為1的slab，每 chunk大小80字節，id為2的slab，每chunk大小80*f，id為3的slab，每chunk大小80*f^2，初始化大小有一個修正值 CHUNK_ALIGN_BYTES，用來保證n-byte排列 (保證結果是CHUNK_ALIGN_BYTES的整倍數)。這樣，在標準情況下，memcached1.2會初始化到id40，這個slab中每個 chunk大小為504692，每個slab中有兩個chunk。最后，slab_init函數會在最后補足一個id41，它是整塊的，也就是這個 slab中只有一個1MB大的chunk：

原文轉自：http://www.uml.org.cn/sjjm/201411134.asp