Ferroc：一个多线程无锁内存分配器

Ferroc（由“ferrum”和“malloc”组合而成）是一个用Rust编写的无锁并发内存分配器，主要灵感来自mimalloc。

这个内存分配器旨在与其他主流内存分配器一样快速，同时提供灵活的配置，例如嵌入式/裸机环境集成。

示例

如果您只想使用另一个内存分配器，您可以使用Ferroc作为具有默认功能的全局分配器

use ferroc::Ferroc;

#[global_allocator]
static FERROC: Ferroc = Ferroc;

fn main() {
    // Using the global allocator API.
    let _vec = vec![10; 100];

    // Manually allocate memory.
    let layout = std::alloc::Layout::new::<u8>();
    let ptr = Ferroc.allocate(layout).unwrap();
    unsafe { Ferroc.deallocate(ptr, layout) };

    // Immediately run some delayed clean-up operations.
    Ferroc.collect(/* force */false);
}

如果您想要更多控制分配器，您可以禁用默认功能并启用您需要的功能

ferroc = {version = "*", default-features = false, features = ["base-mmap"]}

#![feature(allocator_api)]

use core::pin::pin;
use ferroc::{
    arena::Arenas,
    heap::{Heap, Context},
    base::Mmap,
};

fn main() {
    let arenas = Arenas::new(Mmap); // `Arenas` are `Send` & `Sync`...
    let cx = pin!(Context::new(&arenas));
    let heap = Heap::new(cx.as_ref()); // ...while `Context`s and `Heap`s are not.

    // Using the allocator API.
    let mut vec = Vec::new_in(&heap);
    vec.extend([1, 2, 3, 4]);
    assert_eq!(vec.iter().sum::<i32>(), 10);

    // Manually allocate memory.
    let layout = std::alloc::Layout::new::<u8>();
    let ptr = heap.allocate(layout).unwrap();
    unsafe { heap.deallocate(ptr.cast(), layout) }.unwrap();

    // Immediately run some delayed clean-up operations.
    heap.collect(/* force */false);
}

Cargo功能

• 基本功能：泛型Arenas、Context和Heap；
• "base-static"：基本分配器Static；
• "base-mmap"：基于操作系统特定虚拟内存管理器的Mmap基本分配器（需要std和libc）；
• "global"：全局分配器实例化宏config!和config_mod!（默认情况下内部线程局部静态会泄露）；
• "libc"：libc依赖（如果您想要pthread线程局部析构函数，则在config*!选项中需要pthread）；
• "default"：由Mmap和pthread线程局部析构函数提供的默认全局分配器Ferroc（包括所有上述功能）；
• "c"：为C/C++目标提供C函数以及根目录下生成的C/C++头文件 "ferroc.h"；
• "c-override"：覆盖默认的分配器函数，如 malloc/free 和 operator new/delete，这对于在C/C++项目中嵌入Ferroc很有用（更多详情请参阅 本节）；
• "track-valgrind"：基于 crabgrind 的Valgrind内存跟踪支持；
• "finer-grained"：向小桶中添加更多对象大小类型，减少碎片化，但也将最小对齐从16降低到8，可能会导致某些需要SIMD的程序因对齐错误而失败。

C/C++用户的构建过程

1. 下载并安装最新的夜间Rust工具链

curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs |\
    sh -- -y --toolchain nightly --profile minimal -c rust-src

2. 只需使用 cmake 和 make 即可

mkdir target && cd target # Required to be `target`. Don't change it to `build` or other names.
cmake .. && make

3. 如果您想安装库

sudo make install

CMake自然支持如 --install-prefix 和 --config 这样的常见选项。

还有一些自定义选项（通过 cmake -D），您可以使用它们

• FE_TRACK_VALGRIND：请参阅上面的 "track-valgrind"；
• FE_FINER_GRAINED：请参阅上面的 "finer-grained"；
• FE_PGO_GATHER：启用PGO（Profile-Guided Optimization）收集。
• FE_PGO_USE：使用从预收集的PGO数据中获得的优化进行构建（这需要在步骤1的第二行追加 llvm-tools）。

基准测试

使用 mimalloc-bench 的子集进行基准测试。在我的笔记本电脑上运行，该电脑拥有16GB的RAM和一个Intel i7-10750H CPU @ 2.60GHz。该过程重复10次。

耗时

内存消耗

注意事项

此crate仅支持当前最新的夜间Rust编译器，并利用了许多不稳定的功能。请谨慎使用。

许可证

根据您的选择，许可如下

• Apache License，版本2.0 (LICENSE-APACHE)
• MIT许可证 (LICENSE-MIT)

。