python 源碼筆記 ---- freeblock

1 引言

在python內存管理中，有一個block的概念。它比較相似於SGI次級空間配置器。
首先申請一塊大的空間(4KB)，而後把它切割成一小份（8， 16 一直到512）。
當有內存申請的請求時候，簡單的流程是：根據大小找到對應的block，而後在freeblock 上給它一份。

2 問題

整個過程是一種比較天然的slab分配方式。但當我讀到這段代碼時，卻感到疑惑：

static void* _PyObject_Malloc(void* ctx, size_t nbytes)
{
        ...
    pool->freeblock = (block*)pool +  pool->nextoffset;

        pool->nextoffset += INDEX2SIZE(size);
        *(block **)(pool->freeblock) = NULL; // [1]
        ...
}

freeblock指向空閒的鏈表，爲它賦值很好理解。可是爲何要加上代碼1處那一句！
對C比較熟悉的童鞋很容易能看出它的做用，它在爲*freeblock賦值爲NULL。

可是爲何要這麼作？
直到看到內存回收的代碼：

static void _PyObject_Free(void* ctx, void*p)
{
    ...
    *(block**)p = lastfree = pool->freeblock;
    pool->freeblock = (block*)p;
    ...
}

回想一下SGI次級空間配置，它須要一個鏈表，指向block中可用的小塊。由於這些快，是離散的，只有用指針才能索引它。
在SGI次級空間配置中，是用一個union，達到了節省空間的目的：有數據時，它存儲着真正的數據；沒有數據時，它就變成指向下一塊可用內存的指針：

union __Obj {
    union __Obj* free_list_link;
    char client_data[];
};

這樣一想，問題就變得很明顯了。freeblock指向一個鏈表，鏈表的next域就由它本身來索引。
在_PyObject_Free中，內存p是要被回收的，它應該插在freeblock的鏈表頭，freeblock被更新指向它。同時，p指向原來freeblock指向的內容，這是一個很簡單的鏈表插入操做。
這樣在遍歷的時候，咱們就能夠用freeblock = * freeblock的方式來工做了。
以下圖所示: