一、摘要

apache common pool2 作為對象池模式的一種實(shí)現(xiàn)，通過重用來分?jǐn)倧?fù)雜對象的創(chuàng)建代價(jià)。被廣泛應(yīng)用在各種數(shù)據(jù)庫連接池，線程池以及請求分發(fā)池中；其實(shí)現(xiàn)提供了一些參數(shù)來控制對象池的行為，了解這些參數(shù)對學(xué)習(xí)其他“池”技術(shù)很有必要。

二、對象池

對象池模式解決的問題：

管理那些代表的現(xiàn)實(shí)資源或者通過重用來分?jǐn)偘嘿F初始化代價(jià)的對象。

對象的創(chuàng)建和銷毀在一定程度上會消耗系統(tǒng)的資源，雖然jvm的性能在近幾年已經(jīng)得到了很大的提高，對于多數(shù)對象來說，沒有必要利用對象池技術(shù)來進(jìn)行對象的創(chuàng)建和管理。但是對于有些對象來說，其創(chuàng)建的代價(jià)還是比較昂貴的，比如線程、tcp連接、數(shù)據(jù)庫連接等對象，因此對象池技術(shù)還是有其存在的意義。

對象池模式:

對象池模式管理一個(gè)可代替對象的集合。組件從池中借出對象，用它來完成一些任務(wù)并當(dāng)任務(wù)完成時(shí)歸還該對象。被歸還的對象接著滿足請求，不管是同一個(gè)組件還是其他組件的請求。

對象池模式

優(yōu)缺點(diǎn)

• 優(yōu)點(diǎn)； 復(fù)用池中對象，沒有分配內(nèi)存和創(chuàng)建堆中對象的開銷， 沒有釋放內(nèi)存和銷毀堆中對象的開銷， 進(jìn)而減少垃圾收集器的負(fù)擔(dān)， 避免內(nèi)存抖動；不必重復(fù)初始化對象狀態(tài)。
• 缺點(diǎn)：
  1. 并發(fā)環(huán)境下，對象池操作的同步成為一大開銷；
  2. 很難正確設(shè)置對象池大小，太小不起作用，太大浪費(fèi)資源。

三、 common pool2 核心

Apache Common-pool2包提供了一個(gè)通用的對象池技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。可以很方便的基于它來實(shí)現(xiàn)自己的對象池，比如DBCP和Jedis他們的內(nèi)部對象池的實(shí)現(xiàn)就是依賴于Common-pool2。

Common-pool2由三大模塊組成：ObjectPool、PooledObject和PooledObjectFactory。

它們的關(guān)系如下：

• ObjectPool：提供所有對象的存取管理。
• PooledObject：池化的對象，是對真正對象的一個(gè)包裝，加上了對象的一些其他信息，包括對象的狀態(tài)（已用、空閑），對象的創(chuàng)建時(shí)間等。其實(shí)現(xiàn)要求是線程安全的。
• PooledObjectFactory：工廠類，負(fù)責(zé)池化對象的創(chuàng)建，對象的初始化，對象狀態(tài)的銷毀和對象狀態(tài)的驗(yàn)證。其實(shí)現(xiàn)要求是線程安全的。

通常，ObjectPool會持有PooledObjectFactory，將具體的對象的創(chuàng)建、初始化、銷毀等任務(wù)委托給PooledObjectFactory處理，工廠操作的對象是PooledObject，即具體的Object的包裝類。因此，獲取對象依賴ObjectPool而不是PooledObjectFactory。

池化對象于真正對象的區(qū)別

ObjectPool提供出去的對象是真正對象，而不是池化對象；池化對象是對象池的概念，為管理真正對象的相關(guān)細(xì)節(jié)提供支持。
PooledObject的實(shí)現(xiàn)會組合真正的對象。
PooledObjectFactory工廠產(chǎn)生的也是池化對象，而不是真正對象。

自定義對象池

以上三個(gè)抽象組件定義了 apache common pool2的標(biāo)準(zhǔn)，自定義對象池分別實(shí)現(xiàn)這三個(gè)抽象組件：

• ObjectPool的實(shí)現(xiàn)，主要提供borrow/return池化對象，調(diào)用者可直接使用，或者通過組合的方式使用對象池。
• PooledObjectFactory的實(shí)現(xiàn)，用以產(chǎn)生池化對象。
• PooledObject的實(shí)現(xiàn)，包裝真正對象。

apache common pool2也提供了自己的對象池實(shí)現(xiàn)來簡化開發(fā)，自定義對象池完全可以依賴這個(gè)實(shí)現(xiàn)獲得強(qiáng)大的對象池功能。

四、common pool2 自帶實(shí)現(xiàn)

apache common pool2提供了一些實(shí)現(xiàn)。這里介紹一種被廣泛使用的實(shí)現(xiàn)：

• ObjectPool的實(shí)現(xiàn)：GenericObjectPool，提供了一個(gè)功能強(qiáng)大的對象池。
• PooledObject的實(shí)現(xiàn)：DefaultPooledObject
• PooledObjectFactory的實(shí)現(xiàn)：不可能提供默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樯婕暗骄唧w對象的創(chuàng)建，需要使用者本身去實(shí)現(xiàn)。但是為了簡化開發(fā)，提供了一個(gè)抽象的BasePooledObjectFactory，使用者可以選擇實(shí)現(xiàn)這個(gè)抽象類，而不是PooledObjectFactory來提供自己的池化對象工廠。

主要是對象池GenericObjectPool的實(shí)現(xiàn)，主要介紹其borrow和return池化對象的方法。

GenericObjectPool
    - Map<IdentityWrapper<T>, PooledObject<T>> allObjects
    - LinkedBlockingDeque<PooledObject<T>> idleObjects

主要使用以上兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保持池化對象。

borrow的流程

1. 從idle隊(duì)列取出第一個(gè)池化對象
2. 若池化對象為null，嘗試使用工廠創(chuàng)建一個(gè)池化對象
3. 創(chuàng)建若createCount小于maxTotal，則使用工廠新建池化對象，否則返回null
4. blockWhenExhausted只是idle為空時(shí)是否等待，maxWaitMillis只是等待多久
5. 池化對象！=null；factory#activateObject
6. testOnBorrow || (create && testOnCreate) factory#validateObject

return的流程

1. 根據(jù)obj從allObjects取出polledObject p
2. 判空；將p狀態(tài)置為RETURN
3. 若getTestOnReturn參數(shù)為true，進(jìn)行factory#validateObject
4. 對p進(jìn)行factory#passivateObject，與初始化相反
5. 更新p狀態(tài)為IDLE
6. 歸還Pool：Pool的idle實(shí)例達(dá)到上限或者Pool已經(jīng)關(guān)閉，銷毀之，否則將p加入到LinkedBlockingDeque中。

自定義對象池可以依賴GenericObjectPool以及DefaultPooledObject，只實(shí)現(xiàn)PooledObjectFactory即可。

對象池屬性

org.apache.commons.pool2.impl.GenericObjectPool對象池屬性，控制對象池產(chǎn)生對象的行為；

全部屬性由org.apache.commons.pool2.impl.BaseGenericObjectPool描述：

五、自定義對象池

使用默認(rèn)對象池GenericObjectPool，只需定義池化對象工廠即可。

官方提供了demo 官方demo

以下為簡化，更容易看清本質(zhì)：

池化對象工廠：產(chǎn)生StringBuffer對象

public class StringBufferFactory extends BasePooledObjectFactory<StringBuffer> {
    @Override
    public StringBuffer create() throws Exception {
        return new StringBuffer();
    }
    // 直接使用DefaultPooledObject包裝真正對象StringBuffer，提供池化對象
    @Override
    public PooledObject<StringBuffer> wrap(StringBuffer obj) {
        return new DefaultPooledObject<>(obj);
    }
    @Override
    public void passivateObject(PooledObject<StringBuffer> p) throws Exception {
        p.getObject().setLength(0);
    }
}

使用

public static void main(String[] args) throws Exception {
// 直接使用 apache common pool2提供的對象池，將創(chuàng)建池化對象細(xì)節(jié)委托給自定義的工廠即可。
GenericObjectPool<StringBuffer> pool = new GenericObjectPool<>(new StringBufferFactory());
// 從對象池借真正對象
StringBuffer stringBuffer = pool.borrowObject();
// do something with string buffer.
// 歸還
pool.returnObject(stringBuffer);
}

refer to

創(chuàng)建者模式－對象池模式(The Object Pool Pattern)

池化 - Apache Commons Pool

Apache Common Pool2 對象池應(yīng)用淺析

Apache Common-pool2對象池分析和應(yīng)用

apache-commons-pool-1.5.4 源碼解析