Java对象池技术的原理及其实现

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,5/23/2016,#,Java,对象池技术的原理及其实现,何为对象池？,对象,池类就像是一个对象管理员，它以,Static,列表（也就是装对象的池子）的,形式存储,某个实例数受限的类的实例，每一个实例还要加一个标记，标记该实例是否被占用。当类初始化的时候，这个对象池就被初始化了，实例就被创建出来。然后，用户可以向这个类索取实例，如果池中所有的实例都已经被占用了，那么抛出异常。用户用完以后，还要把实例,“,还,”,回来，即释放占用。,为何使用对象池？,当一个对象频繁使用时，会频繁的创建并会消耗系统很大的性能，对象池技术就能够解决这个问题,.,使用对象池的思路,将用过的对象保存起来，等下一次需要这种对象的时候，再拿出来重复使用，从而在一定程度上减少频繁创建对象所造成的开销。并非所有对象都适合拿来池化,因为维护对象池也要造成一定开销。对生成时开销不大的对象进行池化，反而可能会出现“维护对象池的开销”大于“生成新对象的开销”，从而使性能降低的情况。但是对于生成时开销可观的对象，池化技术就是提高性能的有效策略了。,基本原理,对象池技术基本原理的核心有两点：缓存和共享，即对于那些被频繁使用的对象，在使用完后，不立即将它们释放，而是将它们缓存起来，以供后续的应用程序重复使用，从而减少创建对象和释放对象的次数，进而改善应用程序的性能。事实上，由于对象池技术将对象限制在一定的数量，也有效地减少了应用程序内存上的开销。,实现一个对象池，一般会涉及到如下的类：,1,）对象池工厂（,ObjectPoolFactory,）类,该类主要用于管理相同类型和设置的对象池（,ObjectPool,），它一般包含如下两个方法：,createPool,：用于创建特定类型和设置的对象池；,destroyPool,：用于释放指定的对象池；同时为保证,ObjectPoolFactory,的单一实例，可以采用,Singleton,设计模式，见下述,getInstance,方法的实现,：,public,static,ObjectPoolFactory getInstance() ,if,(poolFactory =,null,) ,poolFactory =,new,ObjectPoolFactory();,return,poolFactory;,2,）参数对象（,ParameterObject,）类,该类主要用于封装所创建对象池的一些属性参数，如池中可存放对象的数目的最大值（,maxCount,）、最小值（,minCount,）等。,3,）对象池（,ObjectPool,）类,用于管理要被池化对象的借出和归还，并通知,PoolableObjectFactory,完成相应的工作。它一般包含如下两个方法：,getObject,：用于从池中借出对象；,returnObject,：将池化对象返回到池中，并通知所有处于等待状态的线程；,4,）池化对象工厂（,PoolableObjectFactory,）类,该类主要负责管理池化对象的生命周期，就简单来说，一般包括对象的创建及销毁。该类同,ObjectPoolFactory,一样，也可将其实现为单实例。,一,个简单构建对象池的例子,public,class,ObjectPool ,private,int,numObjects = 10;,/,对象池的大小,private,int,maxObjects = 50;,/,对象池最大的大小,private,Vector objects =,null,;,/,存放对象池中对象的向量,( PooledObject,类型,),public,ObjectPool() ,/*,创建一个对象池*,/,public,synchronized,void,createPool(),/,确保对象池没有创建。如果创建了，保存对象的向量,objects,不会为空,if,(objects !=,null,) ,return,;,/,如果己经创建，则返回,/,创建保存对象的向量,初始时有,0,个元素,objects =,new,Vector();,/,根据,numObjects,中设置的值，循环创建指定数目的对象,for,(,int,x = 0; x numObjects; x+) ,if,(objects.size() = 0)&,this,.objects.size() ,this,.maxObjects) Object obj =,new,Obj(); objects.addElement(,new,PooledObject(obj);,public,synchronized,Object getObject(),/,确保对象池己被创建,if,(objects =,null,) ,return,null,;,/,对象池还没创建，则返回,null, Object conn = getFreeObject();,/,获得一个可用的对象,/,如果目前没有可以使用的对象，即所有的对象都在使用中,while,(conn =,null,) wait(250); conn = getFreeObject();,/,重新再试，直到获得可用的对象，如果,/ getFreeObject(),返回的为,null,，则表明创建一批对象后也不可获得可用对象,return,conn;,/,返回获得的可用的对象,/* *,本函数从对象池对象,objects,中返回一个可用的的对象，如果 * 当前没有可用的对象，则创建几个对象，并放入对象池中。 * 如果创建后，所有的对象都在使用中，则返回,null */,private,Object getFreeObject(),/,从对象池中获得一个可用的对象,Object obj = findFreeObject();,if,(obj =,null,) createObjects(incrementalObjects);,/,如果目前对象池中没有可用的对象，创建一些对象,/,重新从池中查找是否有可用对象,obj = findFreeObject();,/,如果创建对象后仍获得不到可用的对象，则返回,null,if,(obj =,null,) ,return,null,; ,return,obj; ,/* *,查找对象池中所有的对象，查找一个可用的对象， * 如果没有可用的对象，返回,null */,private,Object findFreeObject() Object obj =,null,; PooledObject pObj =,null,;,/,获得对象池向量中所有的对象,Enumeration enumerate = objects.elements();,/,遍历所有的对象，看是否有可用的对象,while,(enumerate.hasMoreElements() pObj = (PooledObject) enumerate.nextElement();,/,如果此对象不忙，则获得它的对象并把它设为忙,if,(!pObj.isBusy() obj = pObj.getObject(); pObj.setBusy(,true,); ,return,obj;,/,返回找到到的可用对象,/* *,此函数返回一个对象到对象池中，并把此对象置为空闲。 * 所有使用对象池获得的对象均应在不使用此对象时返回它。 *,/,public,void,returnObject(Object obj) ,/,确保对象池存在，如果对象没有创建（不存在），直接返回,if,(objects =,null,) ,return,; PooledObject pObj =,null,; Enumeration enumerate = objects.elements();,/,遍历对象池中的所有对象，找到这个要返回的对象对象,while,(enumerate.hasMoreElements() pObj = (PooledObject) enumerate.nextElement();,/,先找到对象池中的要返回的对象,if,(obj = pObj.getObject() ,/,找到了,设置此对象为空闲状态,pObj.setBusy(,false,);,break,; ,/* *,关闭对象池中所有的对象，并清空对象池。 *,/,public,synchronized,void,closeObjectPool() ,/,确保对象池存在，如果不存在，返回,if,(objects =,null,) ,return,; PooledObject pObj =,null,; Enumeration enumerate = objects.elements();,while,(enumerate.hasMoreElements() pObj = (PooledObject) enumerate.nextElement();,/,如果忙，等,5,秒,if,(pObj.isBusy() wait(5000);,/,等,5,秒,/,从对象池向量中删除它,objects.removeElement(pObj); ,/,置对象池为空,objects =,null,; ,/* *,使程序等待给定的毫秒数 *,/,private,void,wait(,int,mSeconds) ,try, Thread.sleep(mSeconds); ,catch,(InterruptedException e) ,/* *,内部使用的用于保存对象池中对象的类。 * 此类中有两个成员，一个是对象，另一个是指示此对象是否正在使用的标志 。*,/,class,PooledObject Object objection =,null,;,/,对象,boolean,busy =,false,;,/,此对象是否正在使用的标志，默认没有正在使用,/,构造函数，根据一个,Object,构告一个,PooledObject,对象,public,PooledObject(Object objection) ,this,.objection = objection; ,/,返回此对象中的对象,public,Object getObject() ,return,objection; ,/,设置此对象的，对象,public,void,setObject(Object objection) ,this,.objection = objection; ,/,获得对象对象是否忙,public,boolean,isBusy() ,return,busy; ,/,设置对象的对象正在忙,public,void,setBusy(,boolean,busy) ,this,.busy = busy; ,测试类：代码如下：,public,class,ObjectPoolTest ,public,static,void,main(String args),throws,Exception ObjectPool objPool =,new,ObjectPool();objPool.createPool(); Object obj = objPool.getObject(); returnObject(obj);objPool.closeObjectPool(); ,总结：,恰当地使用对象池技术，能有效地改善应用程序的性能。目前，对象池技术已得到广泛的应用，如对于网络和数据库连接这类重量级的对象，一般都会采用对象池技术。但在使用对象池技术时也要注意如下问题：,并非任何情况下都适合采用对象池技术。基本上，只在重复生成某种对象的操作成为影响性能的关键因素的时候，才适合采用对象池技术。而如果进行池化所能带来的性能提高并不重要的话，还是不采用对象池化技术为佳，以保持代码的简明。,要根据具体情况正确选择对象池的实现方式。如果是创建一个公用的对象池技术实现包，或需要在程序中动态指定所池化对象的,Class,类型时，才选择通用对象池。而大部分情况下，采用专用对象池就可以了。,