Ubuntu 下 nginx-1.24.0 源码分析 - ngx_list_t

ngx_list_t

定义在 src/core/ngx_list.h

typedef struct {
    ngx_list_part_t  *last;
    ngx_list_part_t   part;
    size_t            size;
    ngx_uint_t        nalloc;
    ngx_pool_t       *pool;
} ngx_list_t;

ngx_list_t 是 Nginx 中用于管理动态数组链表的核心数据结构，结合了数组的高效访问和链表的动态扩展特性。以下是对该结构体及其成员的详细解释：

成员详解

1. ngx_list_part_t *last

• 作用：指向链表的最后一个节点（ngx_list_part_t 类型）。
• 意义：
  • 用于快速定位链表的末尾，方便在链表尾部追加新元素。
  • 当需要添加元素时，直接检查 last 指向的节点是否还有剩余空间。如果已满，则分配新节点并更新 last。

2. ngx_list_part_t part

• 作用：链表的首个节点（头节点）。
• 意义：
  • 作为链表的起始点，遍历链表时从 part 开始。
  • 结构体直接内嵌第一个节点，减少一次内存分配（避免单独为头节点分配内存）。

3. size_t size

• 作用：链表中每个元素的大小（以字节为单位）。
• 意义：
  • 确保每个节点分配的内存块能容纳固定大小的元素（例如存储 HTTP 头字段时，每个元素是 ngx_table_elt_t 类型）。
  • 在初始化链表时指定，后续所有元素必须严格匹配该大小。

4. ngx_uint_t nalloc

• 作用：每个节点预分配的元素个数。
• 意义：
  • 决定每个节点的容量（nalloc * size 字节），平衡内存占用和分配频率。
  • 较大的 nalloc 减少内存分配次数，但可能浪费内存；较小的 nalloc 节省内存，但增加分配开销。
  • 在初始化链表时指定，通常根据实际场景调整（如 Nginx 默认使用 20）。

5. ngx_pool_t *pool

• 作用：指向内存池（ngx_pool_t 类型）。
• 意义：
  • 所有内存分配（节点、元素）均通过内存池完成，避免频繁调用 malloc/free，提升性能。
  • 内存池的生命周期管理链表的内存，链表销毁时由内存池统一回收，防止内存泄漏。

链表节点结构 ngx_list_part_t

每个节点（ngx_list_part_t）的定义如下：

typedef struct ngx_list_part_s  ngx_list_part_t;
struct ngx_list_part_s {
    void             *elts;    // 指向元素数组的指针
    ngx_uint_t        nelts;   // 当前节点中已使用的元素个数
    ngx_list_part_t  *next;    // 指向下一个节点的指针
};

• elts：指向实际存储元素的内存块，大小为 nalloc * size。
• nelts：当前节点中已存储的元素数量，初始为 0，随元素添加递增。
• next：指向下一个节点，形成链表结构。

工作原理

1. 初始化：

   • 通过 ngx_list_init() 初始化链表，指定 size、nalloc 和 pool。
   • 头节点 part 被初始化，last 指向 part。

2. 添加元素：

   • 检查 last 节点的 nelts 是否小于 nalloc。若有空间，直接追加元素到 elts。
   • 若无空间，分配新节点（通过 pool），更新 last->next 指向新节点，并将 last 移动到新节点。

3. 遍历元素：

   • 从 part 开始，遍历每个节点的 elts 数组，直到所有节点处理完毕。