2 对象池模式的应用场景
对象池模式主要适用于以下应用场景。
(1)资源受限的场景。比如,不需要可伸缩性的环境(CPU\内存等物理资源有限),CPU性能不够强劲,内存比较紧张,垃圾收集,内存抖动会造成比较大的影响,需要提高内存管理效率, 响应性比吞吐量更为重要。
(2)在内存中数量受限的对象。
(3)创建成本高的对象,可以考虑池化。
补充:常见的使用对象池的场景有在使用Socket时的各种连接池、线程池、数据库连接池等。
3 对象池模式的UML类图
对象池模式的UML类图如下图所示。
由上图可以看到,对象池模式主要包含3个角色。
(1)对象池(ObjectPool):持有对象并提供取/还等方法。
(2)抽象池化对象(PooledObject):对池中对象的抽象。
(3)具体池化对象(ConcretePoolObject):对池中对象的封装,封装对象的状态和一些其他信息。
4 对象池模式的通用写法
以下是对象池模式的通用写法。
- public class Client {
-
- public static void main(String[] args) {
- ObjectPool pool = new ObjectPool(10,50);
- IPooledObject object = pool.borrowObject();
- object.operation();
- pool.returnObject(object);
- System.out.println();
- }
-
- //抽象对象
- interface IPooledObject {
- void operation();
- }
- //具体对象
- static class ConcretePoolObject implements IPooledObject {
- public void operation() {
- System.out.println("doing");
- }
- }
-
- //对象池
- static class ObjectPool {
- private int step = 10; //当对象不够用的时候,每次扩容的数量
- private int minCount;
- private int maxCount;
- private Vector
returneds; //保存未借出的对象 - private Vector
borroweds; //保存已被借出的对象 -
- //初始化对象池
- public ObjectPool(int minCount,int maxCount){
- borroweds = new Vector
(); - returneds = new Vector
(); -
- this.minCount = minCount;
- this.maxCount = maxCount;
-
- refresh(this.minCount);
- }
-
- //因为内部状态具备不变性,所以作为缓存的键
- public IPooledObject borrowObject() {
- IPooledObject next = null;
- if(returneds.size() > 0){
- Iterator
i = returneds.iterator(); - while (i.hasNext()){
- next = i.next();
- returneds.remove(next);
- borroweds.add(next);
- return next;
- }
- }else{
- //计算出剩余可创建的对象数
- int count = (maxCount - minCount);
- //剩余可创建的数量大于单次固定创建的对象数
- //则再初始化一批固定数量的对象
- refresh(count > step ? step : count);
- }
- return next;
- }
-
- //不需要使用的对象归还重复利用
- public void returnObject(IPooledObject pooledObject){
- returneds.add(pooledObject);
- if(borroweds.contains(pooledObject)){
- borroweds.remove(pooledObject);
- }
- }
-
- private void refresh(int count){
- for (int i = 0; i < count; i++) {
- returneds.add(new ConcretePoolObject());
- }
- }
- }
- }
对象池模式和享元模式的最大区别在于,对象池模式中会多一个回收对象重复利用的方法。所以,对象池模式应该是享元模式更加具体的一个应用场景。相当于先将对象从对象池中借出,用完之后再还回去,以此保证有限资源的重复利用。
5 对象池模式的优点
复用池中对象,消除创建对象、回收对象所产生的内存开销、CPU开销,以及跨网络产生的网络开销。
6 对象池模式的缺点
(1)增加了分配/释放对象的开销。
(2)在并发环境中,多个线程可能(同时)需要获取池中对象,进而需要在堆数据结构上进行同步或者因为锁竞争而产生阻塞,这种开销要比创建销毁对象的开销高数百倍。
(3)由于池中对象的数量有限,势必成为一个可伸缩性瓶颈。
(4)很难合理设定对象池的大小,如果太小,则起不到作用;如果过大,则占用内存资源高。