Как работает этот код целочисленного пула
Я пытался понять, как работает этот целочисленный пул. Это много мелочи, которую я не могу обернуть. Я предполагаю, что есть какая-то концепция, которую мне не хватает в массиве m2id, и как он работает с индексом 'n', которого я не знаю и который мог бы устранить большую часть моей путаницы. Существуют ли какие-либо общие концепции /CS-теории, объясняющие этот, казалось бы, простой код. Я поместил комментарии в коде, чтобы попытаться изложить свое текущее понимание и то, где я полностью запутался.
// Copyright 2009 The Go9p Authors. All rights reserved.
// Use of this source code is governed by a BSD-style
// license that can be found in the LICENSE file.
//Original source: https://github.com/rminnich/go9p/blob/master/clnt_pool.go
package go9p
import "sync"
var m2id = [...]uint8{ // I think this is where the magic is.
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 4,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 5,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 4,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 6,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 4,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 5,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 4,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 7,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 4,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 5,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 4,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 6,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 4,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 5,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 4,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3,
0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 0,
}
type pool struct {
sync.Mutex
need int
nchan chan uint32
maxid uint32
imap []byte
}
func newPool(maxid uint32) *pool {
p := new(pool)
p.maxid = maxid
p.nchan = make(chan uint32)
return p
}
func (p *pool) getId() uint32 {
var n uint32 = 0
var ret uint32
p.Lock()
for n = 0; n < uint32(len(p.imap)); n++ {
// it looks like every 0...n position of imap will be incremented to 255.
if p.imap[n] != 0xFF {
break
}
}
if int(n) >= len(p.imap) {
// This seems to be just growing the imap slice as needed.
// I don't quite understand the constant of '8' here.
m := uint32(len(p.imap) + 32)
if uint32(m*8) > p.maxid {
m = p.maxid/8 + 1
}
b := make([]byte, m)
copy(b, p.imap)
p.imap = b
}
if n >= uint32(len(p.imap)) {
// If you get here the I'm assuming all the ID's are used up and putId will return you the next released ID.
p.need++
p.Unlock()
ret = <-p.nchan
} else {
// This part I'm having a hard time grasping.
// It seems that each index of imap is incremented
// from 0 to 255 and magically or'd with ret to increment to the next number?
ret = uint32(m2id[p.imap[n]])
p.imap[n] |= 1 << ret
ret += n * 8
p.Unlock()
}
return ret
}
func (p *pool) putId(id uint32) {
p.Lock()
if p.need > 0 {
p.nchan <- id
p.need--
p.Unlock()
return
}
// This doesn't play well with what I thought was going on. I though that.
// I was thinking that imap[0] would always somehow magically return all the
// values from 0 to 255 and imap[1] would return 256 += 255 and so on.
// How does this work?
p.imap[id/8] &= ^(1 << (id % 8))
p.Unlock()
}
1 ответ
Оптимизация часто приводит к неясности. Начните с основной концепции. Пул доступных идентификаторов представлен базовым битовым массивом среза байтов. Идентификатор 19 представлен байтом 2 слева направо (19 / 8) и битом 3 справа налево (19 % 8).
Вот простая реализация, игнорирующая такие детали, как блокировка и увеличение массива битов.
package main
import "fmt"
// The Id pool is represented by the underlying bit array of a slice of bytes.
var idPool = make([]byte, 4)
// Get the next available Id from the pool.
func getId() int {
// Get next available byte
for i := 0; i < len(idPool); i++ {
b := idPool[i]
if b != 0xFF {
// Get next available bit in the byte
for j := 0; j < 8; j++ {
if b&(1<<uint(j)) == 0 {
// Mark Id bit as unavailable.
idPool[i] |= 1 << uint(j)
// Return Id.
return 8*i + j
}
}
}
}
panic("Insufficient Ids")
}
// Put the Id back in the pool.
func putId(id int) {
if 0 > id || id >= 8*len(idPool) {
panic("Invalid Id")
}
i := id / 8
j := id % 8
// Mark Id bit as available.
idPool[i] &^= 1 << uint(j)
}
func main() {
for i := 0; i < 16; i++ {
getId()
}
fmt.Printf("%x\n", idPool)
for i := 10; i < 12; i++ {
putId(i)
}
fmt.Printf("%x\n", idPool)
fmt.Println(getId())
fmt.Printf("%x\n", idPool)
}
Выход:
ffff0000
fff30000
10
fff70000
Мы можем оптимизировать этот цикл
// Get next available bit in the byte
for j := 0; j < 8; j++ {
if b&(1<<uint(j)) == 0 {
// Mark Id bit as unavailable.
idPool[i] |= 1 << uint(j)
// Return Id.
return 8*i + j
}
}
заменив его таблицей (m2id) поиск значения битового сдвига.
// Get next available bit in the byte
j := int(m2id[idPool[i]])
// Mark Id bit as unavailable.
idPool[i] |= 1 << uint(j)
// Return Id.
return 8*i + j
m2idInit() Функция показывает, как m2id значения сдвига таблицы вычисляются.
func m2idInit() (m2id [256]uint8) {
// For all byte values.
for i := uint(0); i < 256; i++ {
// Find an unused id
for j := uint(0); j < 8; j++ {
if i&(1<<j) == 0 {
// Bit shift value
m2id[i] = uint8(j)
break
}
}
}
return m2id
}
Например,
package main
import "fmt"
// The Id pool is represented by the underlying bit array of a slice of bytes.
var idPool = make([]byte, 4)
// Get the next available Id from the pool.
func getId() int {
// Get next available byte
for i := 0; i < len(idPool); i++ {
b := idPool[i]
if b != 0xFF {
// Get next available bit in the byte
j := int(m2id[idPool[i]])
// Mark Id bit as unavailable.
idPool[i] |= 1 << uint(j)
// Return Id.
return 8*i + j
}
}
panic("Insufficient Ids")
}
// Put the Id back in the pool.
func putId(id int) {
if 0 > id || id >= 8*len(idPool) {
panic("Invalid Id")
}
i := id / 8
j := id % 8
// Mark Id bit as available.
idPool[i] &^= 1 << uint(j)
}
var m2id = m2idInit()
func m2idInit() (m2id [256]uint8) {
// For all byte values.
for i := uint(0); i < 256; i++ {
// Find an unused id
for j := uint(0); j < 8; j++ {
if i&(1<<j) == 0 {
// Bit shift value
m2id[i] = uint8(j)
break
}
}
}
return m2id
}
func main() {
for i := 0; i < 16; i++ {
getId()
}
fmt.Printf("%x\n", idPool)
for i := 10; i < 12; i++ {
putId(i)
}
fmt.Printf("%x\n", idPool)
fmt.Println(getId())
fmt.Printf("%x\n", idPool)
fmt.Println()
fmt.Println(m2id)
}
Выход:
ffff0000
fff30000
10
fff70000
[0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 4
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 5
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 4
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 6
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 4
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 5
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 4
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 7
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 4
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 5
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 4
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 6
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 4
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 5
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 4
0 1 0 2 0 1 0 3
0 1 0 2 0 1 0 0]
Там нет магии.
Рекомендации:
Спецификация языка программирования Go, Арифметические операторы