Lwaki okugabanya kwa C++ (m)okusooka bulijjo kuba 72 KB?

KB 72 z'olaba ku kugabanya kwo okusooka si kujjukira kwonooneka — kwe kuteeka ssente mu nkola. Omugabanya aba akuba bbeeti nti pulogulaamu yo ejja kukola engabanya endala mu bbanga ttono, era kumpi mu buli mbeera ey’ensi entuufu, bbeeti eyo esasula bulungi. Omuwendo gw’ekifo ky’endagiriro ey’omubiri (virtual address space) ekitakozesebwa mu bukulu biri ziro ku nkola ez’omulembe eza 64-bit.

Okujjukira okw’omubiri vs. Okujjukira okw’omubiri: Lwaki Tekirina makulu

Ekisinga okweraliikiriza mu bakola okusisinkana enneeyisa eno omulundi ogusooka kwe kwonoona eby'obugagga. Bwemba nneetaaga bytes 4 zokka, lwaki program yange enywa 72 KB? Entegeera enkulu eri nti okujjukira okw’omubiri si kujjukira kwa mubiri. Glibc bw’eyongera ku program break ne 72 KB, kernel etereeza enkola ya virtual memory mappings, naye tedda mabega mangu mpapula ezo ne physical RAM. Empapula zennyini ezirabika zigabanyizibwa ku bwetaavu okuyita mu ensobi z’olupapula — pulogulaamu yo bw’ewandiika ku ndagiriro eyeetongodde yokka kernel y’egaba omuko gwennyini ogw’ekijjukizo.

Kino kitegeeza nti newankubadde nga obunene bw’enkola yo obw’omubiri bweyongera ne 72 KB, sayizi yaayo eya resident set (RSS) — obungi bwa RAM ey’omubiri ekozesebwa ddala — yeeyongera n’empapula zokka z’okwatako mu butuufu. Ku new int emu, ekyo kitera okuba omuko gumu ogwa 4 KB, nga kwogasse n'olupapula lwonna metadata y'ekisaawe ky'ekwata. Ekifo ekisigaddewo ekirabika (virtual space) kituula awo, nga kyetegefu okukozesebwa, nga tekigula kintu kirala okuggyako ekifo kya endagiriro — nga ku bino olina TB 128 ku nkola ya Linux eya 64-bit.

Enjawulo eno nkulu nnyo nga okola profiling n'okulondoola enkola z'okufulumya. Bw’oba ​​ozimba pulogulaamu eyeetaaga okulondoola enkozesa y’ebikozesebwa entuufu — oba SaaS backend, microservice, oba payipu y’okwekenneenya ng’ezo ezitambulira ku mikutu nga Mewayz olw’emirimu gya bizinensi — bulijjo olina okulondoola RSS okusinga sayizi ya virtual. Ebikozesebwa nga /proc/[pid]/smaps, valgrind --tool=massif, ne pmap bisobola okukuwa ebigere ebituufu eby'okujjukira okw'omubiri okusinga okubuzaabuza ebibalo by'ekijjukizo eky'omubiri.

Engeri Abagaba Enjawulo gye Bakwatamu Engabanya Esooka

Ekibalo kya 72 KB kikwata ku ptmaloc2 ya glibc. Abagabanya abalala bakola okusuubulagana okw’enjawulo, era ssente ezisookerwako ez’okugabanya zaawukana okusinziira ku nsonga eyo. Okutegeera enjawulo zino kya mugaso nga olonda omugabi w'enkola ezikwata ku nkola.

• jemalloc (ekozesebwa Facebook, FreeBSD) — Ekozesa ensengeka y’ekisaawe esinga okuba ey’obutundutundu n’ebifo ebitereka eby’obuwuzi. Overhead esooka etera okuba waggulu (emirundi mingi 200+ KB) naye etuwa omulimu omulungi ogw'emirundi mingi olw'okukendeeza ku kuyomba kw'ebizibiti.
• tcmalloc (Google's Thread-Caching Malloc) — Egabira buli thread cache ya nga 2 MB nga bwekiba, n'okugabanya nga tekunnabaawo mu ngeri ey'obukambwe. Overhead esooka eri waggulu, naye engabanya entono eziddako ziba za mangu nnyo.
• musl libc's malloc — Ekozesa dizayini ennyangu ennyo eyesigamiziddwa ku mmap ku kugabanya kwonna. Ensimbi ezisookerwako ziba ntono (emirundi mingi KB 4 zokka buli kugabanya), naye omuwendo gwa buli kugabanya guli waggulu olw’okuyita kw’enkola emirundi mingi.
• mimalloc (Microsoft) — Ekozesa engabanya eyesigamiziddwa ku bitundu nga erina ebitundu 64 MB. Okugabanya okusooka kuleeta okutereka okw’omubiri okwa 64 MB (nga waliwo okwewaayo okutono okw’omubiri), ekifo ky’endagiriro y’okusuubula olw’ekifo eky’enjawulo n’okuyita.

Okulonda wakati w'abagabanya bano kisinziira ddala ku mulimu gwo. Ku nkola za seva ezimaze ebbanga nga zikola nga zirina okugabanya okuzitowa okw'emirundi mingi, jemalloc oba tcmalloc mu bujjuvu esinga glibc's default. Ku nkola eziteekeddwamu ezikugirwa mu kujjukira, enkola ya musl ennyangu eyinza okuba ennungi wadde ng’okuyita kwa wansi. Ku nkola ezisinga eza desktop ne server ez'ekigendererwa eky'awamu, ptmaloc2's 72 KB initial overhead ekiikirira default ensaamusaamu ekola obulungi awatali tuning.

Okulongoosa Enneeyisa y'Okugaba Okusooka

Singa omuwendo ogusookerwako ogwa 72 KB ogusookerwako guba gwa buzibu mu butuufu eri ensonga yo ey’okukozesa — mpozzi ng’ozaala enkumi n’enkumi z’enkola eziwangaala, buli emu ng’ekola engabanya ntono zokka — glibc egaba tunables eziwerako okuyita mu mallopt() n’amaka ga MALLOC_ ag’enkyukakyuka z’obutonde.

Ekipimo kya M_TOP_PAD kifuga ekijjukizo eky'enjawulo omugabi ky'asaba okusukka ekyo ekyetaagisa amangu. Okugiteeka ku 0 ne mallopt(M_TOP_PAD, 0) kigamba omugabi okusaba ekyo kyokka ekyetaagisa, okukendeeza ennyo ku nsimbi ezisookerwako. Ekigerageranyo kya M_MMAP_THRESHOLD kifuga obunene waggulu okugabanya kwe kukozesa mmap mu kifo ky'ekisaawe. M_TRIM_THRESHOLD efuga nga ekijjukizo ekisumuluddwa kikomezeddwawo mu OS. Era okuva glibc 2.26, glibc.malloc.tcache_count ne glibc.malloc.tcache_max tunables zikusobozesa okufuga enneeyisa ya thread cache.

Naye, ekigambo eky'okwegendereza: okulongoosa parameters zino nga tolina benchmarking n'obwegendereza kumpi bulijjo kyongera okuleeta ebintu. Ebisookerwako byalondebwa okusinziira ku kulaga ebifaananyi eby’ensi entuufu ennyo, era bikiikirira ekifo ekiwooma eri emirimu egisinga obungi. Okuggyako ng’olina obujulizi obw’amaanyi okuva mu kukola profiling nti malloc overhead is a bottleneck — era ng’opimye enkosa y’enkyukakyuka zo — leka defaults zokka. Okulongoosa nga tekunnatuuka ku mugabi y’engeri ey’obukuusa naddala ey’okusenya yak ebadde emaze essaawa za yinginiya ezitabalika olw’omugaso omutono.

Kino Kye Kituyigiriza Ku Kukola Pulogulaamu z’Enkola

Ekyama ky’okugabanya okusooka okwa 72 KB, ku musingi gwakyo, ssomo ku layers z’okuggya. C++ ekuweereza ekirowoozo nti new int egaba bytes 4. Omutindo gw’olulimi bwe gugamba. Omuze gwo ogw’obwongo bw’atyo bw’agamba. Naye wakati wa code yo ne hardware watuula omutwalo gw’enkola ezisoosootodde — C++ runtime, C library allocator, kernel’s virtual memory subsystem, ne hardware’s MMU ne TLB — buli emu ng’eyongerako enneeyisa yaayo, okulongoosa, n’okubeera waggulu.

Kino si kizibu. Ye nsonga yonna eya pulogulaamu za pulogulaamu. Buli layeri eriwo okugonjoola ekizibu ekituufu: omugabi aliwo kale tolina kukola kuyita kwa nkola ku buli kugaba. Enkola ya virtual memory eriwo kale tolina kuddukanya physical memory butereevu. Omukwasi w'ensobi z'olupapula aliwo kale memory ekolebwa mu bugayaavu era mu ngeri ennungi. Buli layeri esuubula obwerufu obutono olw’omulimu omunene n’obulungi.

Abakola enkola ezisinga okwesigika, ezikola obulungi bebo abategeera layers zino — si lwakuba nti beetaaga okuzirowoozaako buli kiseera, wabula kubanga ekintu ekitali kisuubirwa bwe kibaawo (nga okugabanya kwa 72 KB okw’ekyama), balina model y’obwongo okutegeera lwaki. Ka obe ng’ozimba enkola y’okusuubula mu kiseera ekituufu, yingini y’emizannyo, oba omukutu gwa bizinensi oguweereza enkumi n’enkumi z’abakozesa, obusobozi bw’okukubaganya ebirowoozo ku kiki ddala koodi yo ky’ekola ku mutendera gw’enkola kye kyawula abakugu abakugu okuva ku ba njawulo. KB 72 si kizibu. Ye allocator yo ekola omulimu gwayo mu ngeri ey'amagezi.