C++随笔:.NET CoreCLR之GC探索(1)

  一直是.NET程序员,但是.NET的核心其实还是C++,所以我准备花 一点时间来研究CoreCLR和CoreFX.希望这个系列的文章能给大家带来 帮助。

  GC的代码有很多很多,而且结构层次对于一个初学者来说,很难很快或者很慢掌握,所以我的建议是,抓住一段功能,到实际当中去看。本来想从开头 跟大家讲的,但是看 开头也是乱的,反正也没有多少经验,索性随便讲。

//返回第二个参数seg的直接前驱节点
heap_segment* heap_segment_prev (heap_segment* begin, heap_segment* seg)
{
//判断是否begin指针指向了NULL
assert (begin != 0); //定义一个局部的变量,让第一个参数begin指向这个局部的指针。
heap_segment* prev = begin; //首先得到以begin为基准的下一个堆片段的地址
heap_segment* current = heap_segment_next (begin); //循环判断“下一个”地址是不是和函数的第二个参数的地址是指向同一块内存
while (current && current != seg)
{
//把得到的current当前的地址临时指向prev
prev = current;
//去尝试得到下一个地址
current = heap_segment_next (current);
} //上一个循环结束,如果当前segment等于形参,返回上一个
if (current == seg)
{
return prev;
}
//如果当前segment是头结点,那么没有直接前驱,返回空
else
{
return 0;
}
}

  

注意这里的heap_segment是类名,定义在gcpriv.h中,heap_segment_prev是方法的名称。heap_segment,我的理解其实很简单,就是 “堆的集合”,集合当中的每个元素,就是它的一个segment,每个元素是链式连接的。

C++随笔:.NET CoreCLR之GC探索(1)

让我们来看看这个类的真容吧,这很重要,要注意它们的类型很多 都是Uint8_t,那么 这个结构体有什么特点呢?按照posix标准,一般整形对应的*_t类型为:

1字节     uint8_t
       2字节     uint16_t
       4字节     uint32_t
       8字节     uint64_t

由此我们可以得到一个很重要的信息,它们存放的片段都是 以一个字节为原子的,为什么会用这种方式去存储,这个我也不得而知。

class heap_segment
{
public:
uint8_t* allocated; //已经分配的空间
uint8_t* committed; //已经被提交的
uint8_t* reserved; //已经被存储的
uint8_t* used; //已经被使用的
uint8_t* mem; //空间
size_t flags; //标记
PTR_heap_segment next; //下一个堆的片段
uint8_t* plan_allocated; //“将要” 分配的空间
//如果BACKGROUND_GC被定义的话,执行如下代码(后台GC)
#ifdef BACKGROUND_GC
uint8_t* background_allocated; //后台分配
uint8_t* saved_bg_allocated; //已经保存的后台分配
#endif //BACKGROUND_GC //多个堆(不止是一个堆)
#ifdef MULTIPLE_HEAPS
gc_heap* heap; //这个类毕竟复杂,以后会专门抽出章节来说
#endif //MULTIPLE_HEAPS #ifdef _MSC_VER
// Disable this warning - we intentionally want __declspec(align()) to insert padding for us
#pragma warning(disable:4324) // structure was padded due to __declspec(align())
#endif
aligned_plug_and_gap padandplug;
#ifdef _MSC_VER
#pragma warning(default:4324) // structure was padded due to __declspec(align())
#endif
};

其中我来 解释一下PTR_heap_segment,它其实是一个自定义类型

typedef DPTR(class heap_segment)               PTR_heap_segment;

下面我们再回到heap_segment_prev这个方法,如果你能看懂我下面画的这幅图,你就应该能理解这个方法到底要干什么了。其实意图很明显,我们可以把heap看成是一个链表,暂时我们 不知道这个链表到底是什么链表,这个并不重要,重要的是,我们首先必须知道我们要从哪个节点开始,然后要寻找哪一个节点,就是分别对应下图的第一个参数和第二个参数,首先我们会进入一个while循环,如果我们第一次得到的不为NULL而且得到的heap的下一个节点(segment)不和第二个参数吻合,至于怎么吻合?就是2个地址是不是指指向同一块内存!直到找到为止,返回这个heap指定位置的前置节点。

C++随笔:.NET CoreCLR之GC探索(1)

  heap_segment_next 这个函数,我们看到,其实是指向heap_segment的下一个heap,并作为地址返回。

inline
PTR_heap_segment & heap_segment_next (heap_segment* inst)
{
return inst->next;
}

  下面我们再来 看一下heap_segment_in_range这个函数。我们 先看看它的定义。

inline
BOOL heap_segment_in_range_p (heap_segment* inst)
{
//它返回一个bool类型,当然此BOOL是自定义的
return (!(inst->flags & heap_segment_flags_readonly) ||
((inst->flags & heap_segment_flags_inrange) != 0));
}

  当然我们 必须知道一个基本的定义,下面变量是里面本身定义好的。

#define heap_segment_flags_readonly     1
#define heap_segment_flags_inrange 2

  由此可以推断,heap_segment_in_range_p为True.

下面我们来看这个方法,注释我已经打上了,但是我表示怀疑,为什么检测边界要通过这种一个一个链式的方式去检测,这样我们 就要把整个链表跑一次,真的有点怀疑这是不是最好的方法。

//检查堆的边界,即最后一个元素
heap_segment* heap_segment_in_range (heap_segment* ns)
{
//这里是否会执行,决定于heap_segment的一些特性(我还不知道,所以不乱说)
if ((ns == 0) || heap_segment_in_range_p (ns))
{
return ns;
}
else
{
do
{
//这段代码其实是一个循环,它的作用是检测堆的一个“右边”边界
ns = heap_segment_next (ns);
} while ((ns != 0) && !heap_segment_in_range_p (ns));
return ns;
}
}

  今天还想写的,不过很晚了,不然明天上班又起不来了。。。。先睡觉,晚安。  

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