Nginx源码完全注释（2）ngx_array.h / ngx_array.c

• 作者：柳大·Poechant（钟超）
• 邮箱：zhongchao.ustc#gmail.com（# -> @）
• 博客：Blog.CSDN.net/Poechant
• 日期：August 15^th, 2012

数组头文件ngx_array.h

#include <ngx_config.h>
#include <ngx_core.h>

struct ngx_array_s {
    void        *elts;
    ngx_uint_t   nelts;
    size_t       size;
    ngx_uint_t   nalloc;
    ngx_pool_t  *pool;
};

ngx_array_t *ngx_array_create(ngx_pool_t *p, ngx_uint_t n, size_t size);
void ngx_array_destroy(ngx_array_t *a);
void *ngx_array_push(ngx_array_t *a);
void *ngx_array_push_n(ngx_array_t *a, ngx_uint_t n);

// 初始化似乎没什么好说的
static ngx_inline ngx_int_t
ngx_array_init(ngx_array_t *array, ngx_pool_t *pool, ngx_uint_t n, size_t size)
{
    /*
     * set "array->nelts" before "array->elts", otherwise MSVC thinks
     * that "array->nelts" may be used without having been initialized
     */

    array->nelts = 0;
    array->size = size;
    array->nalloc = n;
    array->pool = pool;

    array->elts = ngx_palloc(pool, n * size);
    if (array->elts == NULL) {
        return NGX_ERROR;
    }

    return NGX_OK;
}

数组源文件ngx_array.c

#include <ngx_config.h>
#include <ngx_core.h>

/* 创建一个 Nginx 数组，内存池地址为 p，元素个数为 n，每个元素大小为 size */
ngx_array_t *
ngx_array_create(ngx_pool_t *p, ngx_uint_t n, size_t size)
{
    ngx_array_t *a;

    // 调用 ngx_palloc，从 内存池 p，为 Nginx 数组 a 分配内存
    a = ngx_palloc(p, sizeof(ngx_array_t));
    if (a == NULL) {
        return NULL;
    }

    // 调用 ngx_palloc，为 Nginx 数组 a 的 elts 分配内存，大小为 n * size
    a->elts = ngx_palloc(p, n * size);
    if (a->elts == NULL) {
        return NULL;
    }
    
    // 注意，上面是先分配定义结构区，再定义数据存储区

    // 其他初始化项
    a->nelts = 0; // 已存元素数
    a->size = size; // 每个元素大小（字节）
    a->nalloc = n; // 最大元素数
    a->pool = p; // 内存池地址

    return a;
}


void
ngx_array_destroy(ngx_array_t *a)
{
    ngx_pool_t  *p;

    // 数组 a 的内存池地址
    p = a->pool;

    // 数组 a 的最大存储区的末尾，到了内存池的已用区域的末尾（可用区的开头）
    // 即表示内存池目前最后一段存储的是一个数组的存储区
    if ((u_char *) a->elts + a->size * a->nalloc == p->d.last) {
        // 内存池已用区域末尾向前挪（每个元素大小 x 最大元素个数）字节
        p->d.last -= a->size * a->nalloc; 
    }

    // 数组 a 结构体所占用内存的末尾，为内存池的可用区的开头
    // 即表示内存池目前最后一段存储的是一个数组的结构体
    if ((u_char *) a + sizeof(ngx_array_t) == p->d.last) {
        p->d.last = (u_char *) a;
    }
    
    // 上面先剪掉数据存储区，再剪掉定义结构区
}


void *
ngx_array_push(ngx_array_t *a)
{
    void        *elt, *new;
    size_t       size;
    ngx_pool_t  *p;

    // 数组满了，即已存储元素数 nelts 已达到最大容纳数 nalloc
    if (a->nelts == a->nalloc) {

        /* the array is full */
        // size 为数组的最大容量（最大容纳数 x 每个元素大小）
        size = a->size * a->nalloc;

        p = a->pool;

        // 数组的数据存储区的末尾，到达了内存池的已用区域的末尾
        // 且，内存池的已用区域末尾的下一个位置<=内存池的末尾，就是说内存池还有够用的剩余空间
        if ((u_char *) a->elts + size == p->d.last
            && p->d.last + a->size <= p->d.end)
        {
            /*
             * the array allocation is the last in the pool
             * and there is space for new allocation
             */

            // 分配一个元素，就得把 last 往下挪一个，即已用区域往下挪一个
            p->d.last += a->size;
            
            // 分配一个元素，且内存池没满，就得把“最大元素数”加1
            a->nalloc++;

        } else { // 内存池剩余空间不够
            /* allocate a new array */

            // 分配一个两倍的空间（原来空间的两倍）
            new = ngx_palloc(p, 2 * size);
            if (new == NULL) {
                return NULL;
            }

            // 把 a->elts 的东东拷贝到 new 里，拷贝 size 字节个数据
            ngx_memcpy(new, a->elts, size);
            a->elts = new; // 新地址
            a->nalloc *= 2; // 新最大容量
            
            // size 不变（最大容量，即单个元素大小 x 最大元素数）
            // pool 不变
            // nelts 已用元素数不变
        }
    }

    // elt 为已用数据区的末尾
    elt = (u_char *) a->elts + a->size * a->nelts;
    
    // 已存数据个数加 1
    a->nelts++;

    // 返回这个已用数据区的末尾（可用数据区的开头，或者说是下一个元素可以用的位置）
    return elt;
}


void *
ngx_array_push_n(ngx_array_t *a, ngx_uint_t n)
{
    void        *elt, *new;
    size_t       size;
    ngx_uint_t   nalloc;
    ngx_pool_t  *p;

    // 要放的 n 个元素所占的总字节数
    size = n * a->size;

    // 已存元素数 + 要存的 n 个元素 > 最大容量（最大元素数）
    if (a->nelts + n > a->nalloc) {

        /* the array is full */

        p = a->pool;

        // 数组的数据存储区的末尾，到达了内存池的已用区域的末尾
        // 且，内存池的已用区域末尾的下一个位置<=内存池的末尾，就是说内存池还有够用的剩余空间
        if ((u_char *) a->elts + a->size * a->nalloc == p->d.last
            && p->d.last + size <= p->d.end)
        {
            /*
             * the array allocation is the last in the pool
             * and there is space for new allocation
             */

            // 分配 n 个元素，就得把 last 往后挪 size = n * a->size
            p->d.last += size;
            
            // 分配 n 个元素，且内存池没满，就得把“最大元素数（最大容量）”加 n
            a->nalloc += n;

        } else { // 内存池剩余空间不够
            /* allocate a new array */

            // 准备分配一个两倍的空间，nalloc是新空间的大小
            // （如果原来最大容量大，则分配原来空间的两倍；如果新要的n个元素更多，则分配n的两倍）
            nalloc = 2 * ((n >= a->nalloc) ? n : a->nalloc);

            // 分配新空间
            new = ngx_palloc(p, nalloc * a->size);
            if (new == NULL) {
                return NULL;
            }

            // 把老空间的东东，拷贝到新空间
            ngx_memcpy(new, a->elts, a->nelts * a->size);
            
            // elts 新空间地址
            a->elts = new;
            
            // nalloc 数组最大容量
            a->nalloc = nalloc;
        }
    }

    // 要放入的 n 个元素的起始位置
    elt = (u_char *) a->elts + a->size * a->nelts;
    
    // 已用元素数加 n
    a->nelts += n;

    // 返回n个东东的位置
    return elt;
}

Reference

1. http://blog.csdn.net/v_july_v/article/details/7040425
2. http://www.cnblogs.com/sld666666/archive/2010/06/27/1766255.html
3. http://www.cnblogs.com/jzhlin/archive/2012/06/05/Nginx_pool.html
4. http://code.google.com/p/nginxsrp/wiki/NginxCodeReview#ngx的内存池

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