Google avaldas uue versiooni mälu jaotussüsteemist TCMalloc

Google'i ettevõte esitles uus variantsüsteemi mälu jaotamiseks TCMalloc, mida kasutatakse paljudes Googles sisemistes projektides. TCMalloci kood on kirjutatud C++-s ja levitatakse on litsentseeritud Apache'i alusel. Tööks on vajalik C++17-toega kompilaatori olemasolu C++ keeles ja C11 keeles (gcc 9.2+ või clang 9.0+). Tööl osalevate opsüsteemide seas toetatud ainult Linux (x86, PPC).

Oluline on, et alates 2005. aastast on olemas veel üks tcmalloci variant, mis kaasa; kuulub paketti gperftools (Google Performance Tools). Need on kaks erinevas projekti, millel on ühised juured. Uus TCMalloc on pigem katse avada kood Googles aktuaalsetest sisemistest arengutest, kuid see ei ole veel suunatud stabiilse ABI pakkumisele ega laia valiku operatsioonisüsteemide toetamisele. Vana tcmalloci hooldamine gperftools'is jätkub, kuid uusi võimalusi, nagu vahemälu sidumine CPU-ga, ei kavatseta sinna üle kanda.

TCMalloc hõlmab C-funktsiooni malloc() ja C++ operaatori „new” teostusi, mis on optimeeritud kõrge jõudluse saavutamiseks ja kasutamiseks mitme lõime rakendustes. TCMalloc võimaldab ka introspektsiooni ja profiilimist, mis võimaldavad rakendusel saada üksikasjalikku teavet mälu kasutamise kohta hunnikus. Koodis kasutatakse optimeerimisi, mis põhinevad C++ keele kaasaegsetel omadustel, nagu
operaator delete koos suuruse näitamisega C++14-st ja mälu eraldamine jaotamisega C++17-st.

TCMalloc koosneb Koosneb kolmest komponendist: esifront, millel on vahemälu kiireks mälu eraldamiseks ja vabastamiseks, vahekiht, mis täidab esifronti, ja tagaplane, mis tegeleb selliste toimingutega nagu mälu saamine operatsioonisüsteemilt, suurte kasutamata mälu tükkide haldamine ja liigse mälu tagastamine OS-ile. Vahemälu on blokeerimisest vabastatud ja töötab CPU tuumadega seotud, kuid langeb tagasi lõime seotuse vahemälu mudelile, kui operatsioonisüsteemis vajalikke funktsioone pole (vahemälu sidumine CPU-ga töötab ainult uuemates Linuxi kernelites). Tagaplane toetab nii tavalise mälu lehekülgede kui ka suurendatud suurusega lehekülgede (hugepage) töötamist.

TCMalloci peamised omadused:

• Kiire mälu eraldamine ja vabastamine kasutades vahemälu. Enamik mälu eraldamise toimingutest ei vaja lukustamist, mis tagab hea skaleeritavuse kõrge paralleelsuse jaotavate rakenduste jaoks;
• Paindlik mälu kasutamine, mis võimaldab taasalustada vabastatud mälu alade kasutamist erineva suurusega objektide jaoks või tagastada mälu opsüsteemile;
• Madalamad kulud iga objekti kohta, eraldades ühesuuruseid objektilehti ja tõhusalt esindades väikeseid objekte. Toetatakse loogilisi lehti suurustes 4KiB, 8KiB, 32KiB ja 256KiB. Näiteks, kui taotletakse 512 baitise mälu blokke, eraldatakse kogu 4KiB leht 512-baidiste objektide jaoks, kuhu mahub 8 sellist objekti;
• Peenhäälestamine on võimalik vahemälu suuruse ja mälu tagastamise intensiivsuse parameetrite määratlemise kaudu;
• Aruande andmine rakenduse mälu kasutamise analüüsi jaoks.

Allikas: opennet.ru