標籤: 包裝設計

有了這種材質，某些司機要偷着樂了。相對於前臉、車身的個性，尾部的設計要平常許多了。內飾部分整體設計偏向矩形的設計，雙色搭配也是恰到好處，看起來和外觀一樣也是活力十足,C3的設計師說內飾的設計靈感主要來源於家庭室內設計，力求為C3設計出更為現代、舒適的座艙。

最近看到不少讀者在後台留言說想要了解一下雪鐵龍C3的情況，所以今天我們就來看一下這款個性十足的法系車-雪鐵龍C3。

說起雪鐵龍C3，大家的第一反應應該是C3-XR吧，但是這個C3可不是大家熟悉的那個小型SUV C3-XR，而是雪鐵龍的的一款小型車。

C3的歷史要比C3-XR更長，因為第一代的C3早在2002年的時候就推出了。一經推出就獲得了熱銷，到目前為止累計銷量近400萬台，當然，C3的主要戰場還是在歐洲。

全新一代的雪鐵龍C3早在今年9月份就發布了，一發布便引起了熱議，因為這款非常個性的小車給大家留下了深刻的印象。

C3的長度只有3990mm，其他尺寸暫時未知，長度還不到四米，所以C3看起來比較短小，但是較短的尺寸並不會影響法國人天馬行空的設計。C3的造型極其可愛，前臉渾圓一體，造型獨特。

比如前臉獨特的大燈組設計，LED日行燈和引擎蓋部分的鍍鉻裝飾條相互融合，大燈和霧燈造型為凹進去矩形設計，看起來比較別緻。

前臉的造型已經夠獨特了，側面的設計也充滿看點，轉向指示燈裝在了有着黑色塗裝的后視鏡上。整個車身側面的個性塗裝讓C3看起來更加與眾不同。

不過輪圈的造型，也會讓我過目不忘的。

既然喜歡玩個性，那就一玩到底，C3將會提供9種車身顏色和3種車頂顏色，總計36種顏色組合，滿足消費者對個性的需求。

新車還採用了Airbump技術，特殊的TpU柔軟材質可以抵抗輕微的刮蹭。有了這種材質，某些司機要偷着樂了。

相對於前臉、車身的個性，尾部的設計要平常許多了。

內飾部分整體設計偏向矩形的設計，雙色搭配也是恰到好處，看起來和外觀一樣也是活力十足,C3的設計師說內飾的設計靈感主要來源於家庭室內設計，力求為C3設計出更為現代、舒適的座艙。

空調出風口搞成這個樣子，估計只有法國人能幹出來。新車也會有全景天窗，只是不能開啟。

至於空間，肯定是比較局促的，正常體格的成年人坐在後排不管是頭部空間還是腿部空間都不會太寬敞。

C3的發動機為1.2T三缸汽油發動機和1.6T柴油發動機，其中1.2T發動機將會有三種不同的動力調教，變速箱為手動擋和6擋自動。

遺憾的是這個車子目前會在歐洲上市，中國未來只是有可能引進，畢竟雪鐵龍在國內沒有一款小型車。如果真的引進國內國產了，小編希望原封不動的引進，或者盡可能的保持原來的面貌。如果售價能七萬起，憑藉如此個性的C3，絕對會吸引年輕消費者的青睞。本站聲明:網站內容來源於http://www.auto6s.com/,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理

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它還是會打一個激靈再往前沖。不過調到運動模式之後，你才會更深的感受到這輛車的動力。儀錶盤隨即變為紅色主題，好像是有點鋼炮的意思。只不過它增加的是心理馬力，但是對於速度的提升還是很明顯的。V40的懸挂調校是那種偏硬的感覺，對於車身的支撐是相當足，但是舒適性和1系來比會打點折扣。

自從吉利把沃爾沃收了之後，大家對這個北歐品牌的熟悉程度就更高了。只不過知名度歸知名度，要真是讓你買車選一輛沃爾沃，可能大家都未必願意。所以今天就給大家試一下它的入門級車型-V40。

就在試駕車剛剛到公司，小喬就撲了上去，並引發了以下對話…

既然是北歐的廠商，那必然要帶有北歐特色才行。沒錯，“雷神之錘”大家都聽說過了吧，說的就是沃爾沃的頭燈，V40打開日間行車燈后，視覺效果確實很不錯，但這種畫風更適合年輕買家。相對於能見度較高的A3、1系或A級來說，V40就是小眾但不失氣質的存在。

V40提供了T3/T4/T5三個代號的車型選擇，分別搭載1.5T/2.0T四缸發動機。畢竟是輛買菜車，V40的動力輸出都是相當穩當般的存在。正常模式下想急加速？它還是會打一個激靈再往前沖。

不過調到運動模式之後，你才會更深的感受到這輛車的動力。儀錶盤隨即變為紅色主題，好像是有點鋼炮的意思。只不過它增加的是心理馬力，但是對於速度的提升還是很明顯的。

V40的懸挂調校是那種偏硬的感覺，對於車身的支撐是相當足，但是舒適性和1系來比會打點折扣。值得一提的是V40的隔音相當不錯，但問題是這個不錯只局限於風噪。正常行駛下路面的噪聲就直接從車底傳進來，這很尷尬，但也沒辦法。

V40的內飾還是保持了一貫的沃爾沃風格。最明顯的就是中控台萬年不變的数字鍵。而它又長又大的手剎把就成為了中控台的一道風景。

反觀V40的空間表現，還是能讓家人滿意的。最起碼它的後排空間沒有給人覺得任何憋屈的感覺。

V40作為一輛入門級車型，官方售價終端為18.89-30.99萬元，對於那些追求獨特的年輕車主來說，這是一個不小的誘惑。本站聲明:網站內容來源於http://www.auto6s.com/,如有侵權,請聯繫我們,我們將及時處理

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Python 內存管理分層架構

/* An object allocator for Python.

   Here is an introduction to the layers of the Python memory architecture,
   showing where the object allocator is actually used (layer +2), It is
   called for every object allocation and deallocation (PyObject_New/Del),
   unless the object-specific allocators implement a proprietary allocation
   scheme (ex.: ints use a simple free list). This is also the place where
   the cyclic garbage collector operates selectively on container objects.


    Object-specific allocators
    _____   ______   ______       ________
   [ int ] [ dict ] [ list ] ... [ string ]       Python core         |
+3 | <----- Object-specific memory -----> | <-- Non-object memory --> |
    _______________________________       |                           |
   [   Python's object allocator   ]      |                           |
+2 | ####### Object memory ####### | <------ Internal buffers ------> |
    ______________________________________________________________    |
   [          Python's raw memory allocator (PyMem_ API)          ]   |
+1 | <----- Python memory (under PyMem manager's control) ------> |   |
    __________________________________________________________________
   [    Underlying general-purpose allocator (ex: C library malloc)   ]
 0 | <------ Virtual memory allocated for the python process -------> |

   =========================================================================
    _______________________________________________________________________
   [                OS-specific Virtual Memory Manager (VMM)               ]
-1 | <--- Kernel dynamic storage allocation & management (page-based) ---> |
    __________________________________   __________________________________
   [                                  ] [                                  ]
-2 | <-- Physical memory: ROM/RAM --> | | <-- Secondary storage (swap) --> |

*/

reference：Objects/obmalloc.c

layer 3: Object-specific memory(int/dict/list/string....)
		python 實現並維護
		用戶對Python對象的直接操作，主要是各類特定對象的緩衝池機制，緩衝池，比如小整數對象池等等
layer 2: Python's object allocator
		實現了創建/銷毀python對象的接口(PyObject_New/Del),涉及對象參數/引用計數等

layer 1: Python's raw memory allocator (PyMem_ API)
		包裝了第0層的內存管理接口，提供同一個raw memory管理接口
		封裝的原因：不同操作系統C行為不一致，保證可移植性，相同語義相同行為
		
layer 0: Underlying general-purpose allocator (ex: C library malloc)
		操作系統提供的內存管理接口，由操作系統實現並管理，Python不能干涉這一層的行為,大內存 分配調用malloc函數分配內存

Python 內存分配策略之-block,pool

Python中有分為大內存和小內存，512K為分界線

• 大內存使用系統malloc進行分配

• 小內存使用python內存池進行分配

1. 如果要分配的內存空間大於 SMALL_REQUEST_THRESHOLD bytes(512 bytes), 將直接使用layer 1的內存分配接口進行分配
2. 否則, 使用不同的block來滿足分配需求

申請一塊大小28字節的內存, 實際從內存中劃到32字節的一個block (從size class index為3的pool裏面劃出)

block

內存塊block 是python內存的最小單位

* For small requests we have the following table:
 *
 * Request in bytes     Size of allocated block      Size class idx
 * ----------------------------------------------------------------
 *        1-8                     8                       0
 *        9-16                   16                       1
 *       17-24                   24                       2
 *       25-32                   32                       3
 *       33-40                   40                       4
 *       41-48                   48                       5
 *       49-56                   56                       6
 *       57-64                   64                       7
 *       65-72                   72                       8
 *        ...                   ...                     ...
 *      497-504                 504                      62
 *      505-512                 512                      63
 *
 *      0, SMALL_REQUEST_THRESHOLD + 1 and up: routed to the underlying
 *      allocator.
 */

pool

pool內存池，管理block, 一個pool管理着一堆固定大小的內存塊，在Python中, 一個pool的大小通常為一個系統內存頁. 4kB

#define SYSTEM_PAGE_SIZE        (4 * 1024)
#define SYSTEM_PAGE_SIZE_MASK   (SYSTEM_PAGE_SIZE - 1)

#define POOL_SIZE               SYSTEM_PAGE_SIZE        /* must be 2^N */
#define POOL_SIZE_MASK          SYSTEM_PAGE_SIZE_MASK

pool的4kB內存 = pool_header + block集合(N多大小一樣的block)

typedef uint8_t block;

/* Pool for small blocks. */
struct pool_header {
    union { block *_padding;
            uint count; } ref;          /* number of allocated blocks    */
    block *freeblock;                   /* pool's free list head         */
    struct pool_header *nextpool;       /* next pool of this size class  */
    struct pool_header *prevpool;       /* previous pool       ""        */
    uint arenaindex;                    /* index into arenas of base adr */
    uint szidx;                         /* block size class index        */
    uint nextoffset;                    /* bytes to virgin block         */
    uint maxnextoffset;                 /* largest valid nextoffset      */
};

pool_header 作用

與其他pool鏈接, 組成雙向鏈表
2. 維護pool中可用的block, 單鏈表
3. 保存 szidx , 這個和該pool中block的大小有關係, (block size=8, szidx=0), (block size=16, szidx=1)...用於內存分配時匹配到擁有對應大小block的pool

pool 初始化

void *
PyObject_Malloc(size_t nbytes)
{
  ...

          init_pool:
            // 1. 連接到 used_pools 雙向鏈表, 作為表頭
            // 注意, 這裏 usedpools[0] 保存着 block size = 8 的所有used_pools的表頭
            /* Frontlink to used pools. */
            next = usedpools[size + size]; /* == prev */
            pool->nextpool = next;
            pool->prevpool = next;
            next->nextpool = pool;
            next->prevpool = pool;
            pool->ref.count = 1;

            // 如果已經初始化過了...這裏看初始化, 跳過
            if (pool->szidx == size) {
                /* Luckily, this pool last contained blocks
                 * of the same size class, so its header
                 * and free list are already initialized.
                 */
                bp = pool->freeblock;
                pool->freeblock = *(block **)bp;
                UNLOCK();
                return (void *)bp;
            }


            /*
             * Initialize the pool header, set up the free list to
             * contain just the second block, and return the first
             * block.
             */
            // 開始初始化pool_header
            // 這裏 size = (uint)(nbytes - 1) >> ALIGNMENT_SHIFT;  其實是Size class idx, 即szidx
            pool->szidx = size;

            // 計算獲得每個block的size
            size = INDEX2SIZE(size);

            // 注意 #define POOL_OVERHEAD           ROUNDUP(sizeof(struct pool_header))
            // bp => 初始化為pool + pool_header size,  跳過pool_header的內存
            bp = (block *)pool + POOL_OVERHEAD;

            // 計算偏移量, 這裏的偏移量是絕對值
            // #define POOL_SIZE               SYSTEM_PAGE_SIZE        /* must be 2^N */
            // POOL_SIZE = 4kb, POOL_OVERHEAD = pool_header size
            // 下一個偏移位置: pool_header size + 2 * size
            pool->nextoffset = POOL_OVERHEAD + (size << 1);
            // 4kb - size
            pool->maxnextoffset = POOL_SIZE - size;

            // freeblock指向 bp + size = pool_header size + size
            pool->freeblock = bp + size;

            // 賦值NULL
            *(block **)(pool->freeblock) = NULL;
            UNLOCK();
            return (void *)bp;
        }

pool 進行block分配 – 總體代碼

  if (pool != pool->nextpool) {   //
            /*
             * There is a used pool for this size class.
             * Pick up the head block of its free list.
             */
            ++pool->ref.count;
            bp = pool->freeblock; // 指針指向空閑block起始位置
            assert(bp != NULL);

            // 代碼-1
            // 調整 pool->freeblock (假設A節點)指向鏈表下一個, 即bp首字節指向的下一個節點(假設B節點) , 如果此時!= NULL
            // 表示 A節點可用, 直接返回
            if ((pool->freeblock = *(block **)bp) != NULL) {
                UNLOCK();
                return (void *)bp;
            }

            // 代碼-2
            /*
             * Reached the end of the free list, try to extend it.
             */
            // 有足夠的空間, 分配一個, pool->freeblock 指向後移
            if (pool->nextoffset <= pool->maxnextoffset) {
                /* There is room for another block. */
                // 變更位置信息
                pool->freeblock = (block*)pool +
                                  pool->nextoffset;
                pool->nextoffset += INDEX2SIZE(size);


                *(block **)(pool->freeblock) = NULL; // 注意, 指向NULL
                UNLOCK();

                // 返回bp
                return (void *)bp;
            }

            // 代碼-3
            /* Pool is full, unlink from used pools. */  // 滿了, 需要從下一個pool獲取
            next = pool->nextpool;
            pool = pool->prevpool;
            next->prevpool = pool;
            pool->nextpool = next;
            UNLOCK();
            return (void *)bp;
        }

pool進行block分配 -1

內存塊尚未分配完, 且此時不存在回收的block, 全新進來的時候, 分配第一塊block

(pool->freeblock = *(block **)bp) == NULL

當進入代碼邏輯2時，表示有空閑的block, 代碼2的執行流程圖如下

pool進行block分配 – 2 回收了某幾個block

回收涉及的代碼：

void
PyObject_Free(void *p)
{
    poolp pool;
    block *lastfree;
    poolp next, prev;
    uint size;

    pool = POOL_ADDR(p);
    if (Py_ADDRESS_IN_RANGE(p, pool)) {
        /* We allocated this address. */
        LOCK();
        /* Link p to the start of the pool's freeblock list.  Since
         * the pool had at least the p block outstanding, the pool
         * wasn't empty (so it's already in a usedpools[] list, or
         * was full and is in no list -- it's not in the freeblocks
         * list in any case).
         */
        assert(pool->ref.count > 0);            /* else it was empty */
        // p被釋放, p的第一個字節值被設置為當前freeblock的值
        *(block **)p = lastfree = pool->freeblock;
        // freeblock被更新為指向p的首地址
        pool->freeblock = (block *)p;

        // 相當於往list中頭插入了一個節點

     ...
    }
}

每釋放一個block，該blcok就會變成pool->freeblock的頭結點， 假設已經連續分配了5塊, 第1塊和第4塊被釋放，此時的內存圖示如下：

此時再一個block分配調用進來, 執行分配, 進入的邏輯是代碼-1

bp = pool->freeblock; // 指針指向空閑block起始位置
// 代碼-1
// 調整 pool->freeblock (假設A節點)指向鏈表下一個, 即bp首字節指向的下一個節點(假設B節點) , 如果此時!= NULL
// 表示 A節點可用, 直接返回
if ((pool->freeblock = *(block **)bp) != NULL) {
    UNLOCK();
    return (void *)bp;
}

pool進行block分配 – 3 pool用完了

pool中內存空間都用完了, 進入代碼-3

/* Pool is full, unlink from used pools. */  // 滿了, 需要從下一個pool獲取
next = pool->nextpool;
pool = pool->prevpool;
next->prevpool = pool;
pool->nextpool = next;
UNLOCK();
return (void *)bp;

Python 內存分配策略之-arena

arena: 多個pool聚合的結果, 可放置64個pool

#define ARENA_SIZE              (256 << 10)     /* 256KB */

arena結構

一個完整的arena = arena_object + pool集合

/* Record keeping for arenas. */
struct arena_object {
    /* The address of the arena, as returned by malloc.  Note that 0
     * will never be returned by a successful malloc, and is used
     * here to mark an arena_object that doesn't correspond to an
     * allocated arena.
     */
    uintptr_t address;

    /* Pool-aligned pointer to the next pool to be carved off. */
    block* pool_address;

    /* The number of available pools in the arena:  free pools + never-
     * allocated pools.
     */
    uint nfreepools;

    /* The total number of pools in the arena, whether or not available. */
    uint ntotalpools;

    /* Singly-linked list of available pools. */
    struct pool_header* freepools;

    /* Whenever this arena_object is not associated with an allocated
     * arena, the nextarena member is used to link all unassociated
     * arena_objects in the singly-linked `unused_arena_objects` list.
     * The prevarena member is unused in this case.
     *
     * When this arena_object is associated with an allocated arena
     * with at least one available pool, both members are used in the
     * doubly-linked `usable_arenas` list, which is maintained in
     * increasing order of `nfreepools` values.
     *
     * Else this arena_object is associated with an allocated arena
     * all of whose pools are in use.  `nextarena` and `prevarena`
     * are both meaningless in this case.
     */
    struct arena_object* nextarena;
    struct arena_object* prevarena;
};

arena_object的作用
1. 與其他arena連接, 組成雙向鏈表
2. 維護arena中可用的pool, 單鏈表

• pool_header和管理的blocks內存是一塊連續的內存 => pool_header被申請時，其管理的的block集合的內存一併被申請 uint maxnextoffset; /* largest valid nextoffset */
• arena_object 和其管理的內存是分離的 => arena_object被申請時，其管理的pool集合的內存沒有被申請，而是在某一時刻建立關係的

arena的兩種狀態

/* The head of the singly-linked, NULL-terminated list of available
 * arena_objects.
 */
// 單鏈表
static struct arena_object* unused_arena_objects = NULL;

/* The head of the doubly-linked, NULL-terminated at each end, list of
 * arena_objects associated with arenas that have pools available.
 */
// 雙向鏈表
static struct arena_object* usable_arenas = NULL;

arena 初始化

* Allocate a new arena.  If we run out of memory, return NULL.  Else
 * allocate a new arena, and return the address of an arena_object
 * describing the new arena.  It's expected that the caller will set
 * `usable_arenas` to the return value.
 */
static struct arena_object*
new_arena(void)
{
    struct arena_object* arenaobj;
    uint excess;        /* number of bytes above pool alignment */
    void *address;
    static int debug_stats = -1;

    if (debug_stats == -1) {
        const char *opt = Py_GETENV("PYTHONMALLOCSTATS");
        debug_stats = (opt != NULL && *opt != '\0');
    }
    if (debug_stats)
        _PyObject_DebugMallocStats(stderr);

    // 判斷是否需要擴充"未使用"的arena_object列表
    if (unused_arena_objects == NULL) {
        uint i;
        uint numarenas;
        size_t nbytes;

        /* Double the number of arena objects on each allocation.
         * Note that it's possible for `numarenas` to overflow.
         */
        // 確定需要申請的個數, 首次初始化, 16, 之後每次翻倍
        numarenas = maxarenas ? maxarenas << 1 : INITIAL_ARENA_OBJECTS;
        if (numarenas <= maxarenas)
            return NULL;                /* overflow */
#if SIZEOF_SIZE_T <= SIZEOF_INT
        if (numarenas > SIZE_MAX / sizeof(*arenas))
            return NULL;                /* overflow */
#endif
        nbytes = numarenas * sizeof(*arenas);
        // 申請內存
        arenaobj = (struct arena_object *)PyMem_RawRealloc(arenas, nbytes);
        if (arenaobj == NULL)
            return NULL;
        arenas = arenaobj;

        /* We might need to fix pointers that were copied.  However,
         * new_arena only gets called when all the pages in the
         * previous arenas are full.  Thus, there are *no* pointers
         * into the old array. Thus, we don't have to worry about
         * invalid pointers.  Just to be sure, some asserts:
         */
        assert(usable_arenas == NULL);
        assert(unused_arena_objects == NULL);

        /* Put the new arenas on the unused_arena_objects list. */
        for (i = maxarenas; i < numarenas; ++i) {
            arenas[i].address = 0;              /* mark as unassociated */
            // 新申請的一律為0, 標識着這個arena處於"未使用"
            arenas[i].nextarena = i < numarenas - 1 ?
                                   &arenas[i+1] : NULL;
        }

         // 將其放入unused_arena_objects鏈表中
        // unused_arena_objects 為新分配內存空間的開頭
        /* Update globals. */
        unused_arena_objects = &arenas[maxarenas];
        maxarenas = numarenas;
    }

    /* Take the next available arena object off the head of the list. */
    assert(unused_arena_objects != NULL);
    // 從unused_arena_objects中, 獲取一個未使用的object
    arenaobj = unused_arena_objects;
    unused_arena_objects = arenaobj->nextarena;  // 更新鏈表
    assert(arenaobj->address == 0);
    // 申請內存, 256KB, 內存地址賦值給arena的address. 這塊內存可用
    address = _PyObject_Arena.alloc(_PyObject_Arena.ctx, ARENA_SIZE);
    if (address == NULL) {
        /* The allocation failed: return NULL after putting the
         * arenaobj back.
         */
        arenaobj->nextarena = unused_arena_objects;
        unused_arena_objects = arenaobj;
        return NULL;
    }
    arenaobj->address = (uintptr_t)address;

    ++narenas_currently_allocated;
    ++ntimes_arena_allocated;
    if (narenas_currently_allocated > narenas_highwater)
        narenas_highwater = narenas_currently_allocated;
    arenaobj->freepools = NULL;
    /* pool_address <- first pool-aligned address in the arena
       nfreepools <- number of whole pools that fit after alignment */
    arenaobj->pool_address = (block*)arenaobj->address;
    arenaobj->nfreepools = MAX_POOLS_IN_ARENA;
    // 將pool的起始地址調整為系統頁的邊界
    // 申請到 256KB, 放棄了一些內存, 而將可使用的內存邊界pool_address調整到了與系統頁對齊
    excess = (uint)(arenaobj->address & POOL_SIZE_MASK);
    if (excess != 0) {
        --arenaobj->nfreepools;
        arenaobj->pool_address += POOL_SIZE - excess;
    }
    arenaobj->ntotalpools = arenaobj->nfreepools;

    return arenaobj;
}

從arenas取一個arena進行初始化

arena分配

new一個全新的arena

static void*
pymalloc_alloc(void *ctx, size_t nbytes)
 {
            // 剛開始沒有可用的arena
            if (usable_arenas == NULL) {
              // new一個, 作為雙向鏈表的表頭
              usable_arenas = new_arena();
              if (usable_arenas == NULL) {
                  UNLOCK();
                  goto redirect;
              }

              usable_arenas->nextarena =
                  usable_arenas->prevarena = NULL;

           }

          .......

          // 從arena中獲取一個pool
          pool = (poolp)usable_arenas->pool_address;
          assert((block*)pool <= (block*)usable_arenas->address +
                                 ARENA_SIZE - POOL_SIZE);
          pool->arenaindex = usable_arenas - arenas;
          assert(&arenas[pool->arenaindex] == usable_arenas);
          pool->szidx = DUMMY_SIZE_IDX;

          // 更新 pool_address 向下一個節點
          usable_arenas->pool_address += POOL_SIZE;
          // 可用節點數量-1
          --usable_arenas->nfreepools;

}

從全新的arena中獲取一個pool

假設arena是舊的, 怎麼分配的pool, 跟pool分配block原理一樣，使用單鏈表記錄freepools

pool = usable_arenas->freepools;
if (pool != NULL) {

當arena中一整塊pool被釋放的時候

/* Free a memory block allocated by pymalloc_alloc().
   Return 1 if it was freed.
   Return 0 if the block was not allocated by pymalloc_alloc(). */
static int
pymalloc_free(void *ctx, void *p) {
    struct arena_object* ao;
    uint nf;  /* ao->nfreepools */

    /* Link the pool to freepools.  This is a singly-linked
               * list, and pool->prevpool isn't used there.
              */
    ao = &arenas[pool->arenaindex];
    pool->nextpool = ao->freepools;
    ao->freepools = pool;
    nf = ++ao->nfreepools;
}

在pool整塊被釋放的時候, 會將pool加入到arena->freepools作為單鏈表的表頭, 然後, 在從非全新arena中分配pool時, 優先從arena->freepools裏面取, 如果取不到, 再從arena內存塊裏面獲取

注: 上圖中nfreepools = n – 2

當arena1用完了，獲取arena1指向的下一個節點arena2

static void*
pymalloc_alloc(void *ctx, size_t nbytes)
{


          // 當發現用完了最後一個pool!!!!!!!!!!!
          // nfreepools = 0
          if (usable_arenas->nfreepools == 0) {
              assert(usable_arenas->nextarena == NULL ||
                     usable_arenas->nextarena->prevarena ==
                     usable_arenas);
              /* Unlink the arena:  it is completely allocated. */

              // 找到下一個節點!
              usable_arenas = usable_arenas->nextarena;
              // 右下一個
              if (usable_arenas != NULL) {
                  usable_arenas->prevarena = NULL; // 更新下一個節點的prevarens
                  assert(usable_arenas->address != 0);
              }
              // 沒有下一個, 此時 usable_arenas = NULL, 下次進行內存分配的時候, 就會從arenas數組中取一個

          }

  }

注意: 這裡有個邏輯, 就是每分配一個pool, 就檢查是不是用到了最後一個, 如果是, 需要變更usable_arenas到下一個可用的節點, 如果沒有可用的, 那麼下次進行內存分配的時候, 會判定從arenas數組中取一個

arena回收

內存分配和回收最小單位是block, 當一個block被回收的時候, 可能觸發pool被回收, pool被回收, 將會觸發arena的回收機制

• 1. arena中所有pool都是閑置的(empty), 將arena內存釋放, 返回給操作系統
• 1. 如果arena中之前所有的pool都是佔用的(used), 現在釋放了一個pool(empty), 需要將 arena加入到usable_arenas, 會加入鏈表表頭
• 1. 如果arena中empty的pool個數n, 則從useable_arenas開始尋找可以插入的位置. 將arena插入. (useable_arenas是一個有序鏈表, 按empty pool的個數, 保證empty pool數量越多, 被使用的幾率越小, 最終被整體釋放的機會越大)

內存分配的步驟

關注點：如何尋找到一塊可用的nbytes的blcok內存？

pool = usedpools[size + size]

if pool:

​ pool 沒滿，取一個blcok返回

​ pool 滿了，從下一個pool取一個blcok返回

else:

​ 獲取arena, 从里面初始化一個pool, 拿到第一個blcok返回

進行內存分配和銷毀, 所有操作都是在pool上進行的

問題: pool中所有block的size一樣, 但是在arena中, 每個pool的size都可能不一樣, 那麼最終這些pool是怎麼維護的? 怎麼根據大小找到需要的block所在的pool? => usedpools

pool在內存池中的三種狀態

1. used狀態：pool中至少有一個block已經被使用，並且至少有一個block未被使用，這種狀態的pool受控於Python內部維護的usedpool數組
2. full狀態：pool中所有的block都已經被使用，這種狀態的pool在arena中, 但不在arena的freepools鏈表中，處於full的pool各自獨立, 不會被鏈表維護起來
3. empty狀態：pool中所有的blcok都未被使用，處於這個狀態的pool的集合通過其pool_header中的nextpool構成一個鏈表，鏈表的表頭示arena_object中的freepools

Python內部維護的usedpools數組是一個非常巧妙的實現，維護着所有的處於used狀態的pool，當申請內存時，python就會通過usedpools尋找到一個可用的pool(處於used狀態)，從中分配一個block。因此我們想，一定有一個usedpools相關聯的機制，完成從申請的內存的大小到size class index之間的轉換，否則python就無法找到最合適的pool了。這種機制和usedpools的結構有着密切的關係，我們看一下它的結構

usedpools

usedpools數組: 維護着所有處於used狀態的pool, 當申請內存的時候, 會通過usedpools尋找到一塊可用的(處於used狀態的)pool, 從中分配一個block。

//obmalloc.c
typedef uint8_t block;
#define PTA(x)  ((poolp )((uint8_t *)&(usedpools[2*(x)]) - 2*sizeof(block *)))
#define PT(x)   PTA(x), PTA(x)

//在我當前的機器就是512/8=64個，對應的size class index就是從0到63
#define NB_SMALL_SIZE_CLASSES   (SMALL_REQUEST_THRESHOLD / ALIGNMENT)

static poolp usedpools[2 * ((NB_SMALL_SIZE_CLASSES + 7) / 8) * 8] = {
    PT(0), PT(1), PT(2), PT(3), PT(4), PT(5), PT(6), PT(7)
#if NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 8
    , PT(8), PT(9), PT(10), PT(11), PT(12), PT(13), PT(14), PT(15)
#if NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 16
    , PT(16), PT(17), PT(18), PT(19), PT(20), PT(21), PT(22), PT(23)
#if NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 24
    , PT(24), PT(25), PT(26), PT(27), PT(28), PT(29), PT(30), PT(31)
#if NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 32
    , PT(32), PT(33), PT(34), PT(35), PT(36), PT(37), PT(38), PT(39)
#if NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 40
    , PT(40), PT(41), PT(42), PT(43), PT(44), PT(45), PT(46), PT(47)
#if NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 48
    , PT(48), PT(49), PT(50), PT(51), PT(52), PT(53), PT(54), PT(55)
#if NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 56
    , PT(56), PT(57), PT(58), PT(59), PT(60), PT(61), PT(62), PT(63)
#if NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 64
#error "NB_SMALL_SIZE_CLASSES should be less than 64"
#endif /* NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 64 */
#endif /* NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 56 */
#endif /* NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 48 */
#endif /* NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 40 */
#endif /* NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 32 */
#endif /* NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 24 */
#endif /* NB_SMALL_SIZE_CLASSES > 16 */
#endif /* NB_SMALL_SIZE_CLASSES >  8 */
};

如果正在申請28字節， python首先會獲取(size class index) size = (uint )(nbytes - 1) >> ALIGNMENT_SHIFT 顯然這裏size=3， 那麼在usedpools中，尋找第3+3=6個元素，發現usedpools[6]的值是指向usedpools[4]的地址

//obmalloc.c
/* Pool for small blocks. */
struct pool_header {
    union { block *_padding;
            uint count; } ref;          /* 當然pool裏面的block數量    */
    block *freeblock;                   /* 一個鏈表，指向下一個可用的block   */
    struct pool_header *nextpool;       /* 指向下一個pool  */
    struct pool_header *prevpool;       /* 指向上一個pool       ""        */
    uint arenaindex;                    /* 在area裏面的索引 */
    uint szidx;                         /* block的大小(固定值？後面說)     */
    uint nextoffset;                    /* 下一個可用block的內存偏移量         */
    uint maxnextoffset;                 /* 最後一個block距離開始位置的距離     */
};

顯然是從usedpools[6](即usedpools+4)開始向後偏移8個字節(一個ref的大小加上一個freeblock的大小)后的內存，正好是usedpools[6]的地址(即usedpools+6)，這是python內部的trick

當我們要申請一個size class為32字節的pool，想要將其放入這個usedpools中時，要怎麼做呢？從上面的描述我們知道，只需要進行usedpools[i+i] -> nextpool = pool即可，其中i為size class index，對應於32字節，這個i為3.當下次需要訪問size class 為32字節(size class index為3)的pool時，只需要簡單地訪問usedpools[3+3]就可以得到了。python正是使用這個usedpools快速地從眾多的pool中快速地尋找到一個最適合當前內存需求的pool，從中分配一塊block。

//obmalloc.c
static int
pymalloc_alloc(void *ctx, void **ptr_p, size_t nbytes)
{
    block *bp;
    poolp pool;
    poolp next;
    uint size;
    ...
    LOCK();
    //獲得size class index
    size = (uint)(nbytes - 1) >> ALIGNMENT_SHIFT;
    //直接通過usedpools[size+size]，這裏的size不就是我們上面說的i嗎？
    pool = usedpools[size + size];
    //如果usedpools中有可用的pool
    if (pool != pool->nextpool) {
        ... //有可用pool
    }
    ... //無可用pool，嘗試獲取empty狀態的pool
}  

內存池全局結構

參考:

pyhton源碼閱讀-內存管理機制

python源碼解析第17章-python內存管理與垃圾回收

後期查缺補漏需要看的文章

Memory management by Zpoint
Memory management in Python

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