详解Java中对象池的介绍与使用
作者:Dream_bin 发布时间:2023-07-25 13:13:48
1. 什么是对象池
对象池,顾名思义就是一定数量的已经创建好的对象(Object)的集合。当需要创建对象时,先在池子中获取,如果池子中没有符合条件的对象,再进行创建新对象,同样,当对象需要销毁时,不做真正的销毁,而是将其setActive(false),并存入池子中。这样就避免了大量对象的创建。
2. 对象池解决什么问题
减少频繁创建和销毁对象带来的成本,实现对象的缓存和复用,创建对象的成本比较大,并且创建比较频繁。比如线程的创建代价比较大,于是就有了常用的线程 池。对象池(模式)是一种创建型设计模式,它持有一个初始化好的对象的集合,将对象提供给调用者。
一般而言对于 创建对象的成本比较大,并且创建比较频繁。比如线程的创建代价比较大,于是就有了常用的线程池。
3. 对象池的优缺点
3.1 对象池的优点
提升了t获取对象的响应速度,比如单个线程和资源连接的创建成本都比较大。
运用对象池化技术可以显著地提升性能,尤其是当对象的初始化过程代价较大或者频率较高时。
一定程度上减少了GC的压力。对于实时性要求较高的程序有很大的帮助
比如说 http 链接的对象池,Redis对象池等等都使用了对象池
3.2 对象池弊端
1.脏对象的问题
所谓的脏对象就是指的是当对象被放回对象池后,还保留着刚刚被客户端调用时生成的数据。
脏对象可能带来两个问题:
1).脏对象持有上次使用的引用,导致内存泄漏等问题。
2). 脏对象如果下一次使用时没有做清理,可能影响程序的处理数据。
2.生命周期的问题
处于对象池中的对象生命周期要比普通的对象要长久。维持大量的对象也是比较占用内存空间的。
4. 对象池有什么特征
一般来说,对象池有下面几个特征:
(1)对象池中有一定数量已经创建好的对象
(2)对象池向用户提供获取对象的接口,当用户需要新的对象时,便可通过调用此接口获取新的对象。如果对象池中有事先创建好的对象时,就直接返回给用 户;如果没有了,对象池还可以创建新的对象加入其中,然后返回给用户
(3)对象池向用户提供归还对象的接口,当用户不再使用某对象时,便可通过此接口把该对象归还给对象池
5. 池的大小选择
通常情况下,我们需要控制对象池的大小如果对象池没有限制,可能导致对象池持有过多的闲置对象,增加内存的占用。如果对象池闲置过小,没有可用的对象时,会造成之前对象池无可用的对象时,再次请求出现的问题。
对象池的大小选取应该结合具体的使用场景,结合数据(触发池中无可用对象的频率)分析来确定。现在Java的对象分配操作不比c语言的malloc调用慢, 对于轻中量级的对象, 分配/释放对象的开销可以忽略不计,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;由于池中对象的数量有限, 势必成为一个可伸缩性瓶颈;很难正确的设定对象池的大小, 如果太小则起不到作用, 如果过大, 则占用内存资源高。
空间换时间的折中,本质上,对象池属于空间换时间的折中。它通过缓存初始化好的对象来提升调用者请求对象的响应速度。除此之外,折中(tradeoff)是软件开发中的一个重要的概念,会贯穿整个软件开发过程中。
6. 对象池的使用
6.1 接入
<dependency>
<groupId>org.apache.commons</groupId>
<artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>
6.2 实现线程池工厂
import com.scl.online.service.model.SxInferContext;
import org.apache.commons.pool2.PooledObject;
import org.apache.commons.pool2.PooledObjectFactory;
import org.apache.commons.pool2.impl.DefaultPooledObject;
/**
* 实现PooledObjectFactory
*
* @author : cuilinsu
* @since : 2021/4/14 17:56
*/
public class InferContextPooledObjectFactory implements PooledObjectFactory<SxInferContext> {
@Override
public PooledObject<SxInferContext> makeObject() {
SxInferContext inferContext = new SxInferContext();
return new DefaultPooledObject<>(inferContext);
}
@Override
public void destroyObject(PooledObject<SxInferContext> pooledObject) {
}
@Override
public boolean validateObject(PooledObject<SxInferContext> pooledObject) {
return true;
}
@Override
public void activateObject(PooledObject<SxInferContext> pooledObject) {
pooledObject.getObject().initObject();
}
@Override
public void passivateObject(PooledObject<SxInferContext> pooledObject) {
// 当ObjectPool实例返还池中的时候调用
pooledObject.getObject().initObject();
}
}
说明:
1.SxInferContext:为对象池里头的对象,对象借还都会调用到PooledObjectFactory里头的方法
2.PooledObjectFactory负责管理PooledObject,如:借出对象,返回对象,校验对象,有多少激活对象,有多少空闲对象。
方法 | 描述 |
---|---|
makeObject | 用于生成一个新的ObjectPool实例 |
activateObject | 每一个钝化(passivated)的ObjectPool实例从池中借出(borrowed)前调用 |
validateObject | 可能用于从池中借出对象时,对处于激活(activated)状态的ObjectPool实例进行测试确保它是有效的。也有可能在ObjectPool实例返还池中进行钝化前调用进行测试是否有效。它只对处于激活状态的实例调用 |
passivateObject | 当ObjectPool实例返还池中的时候调用 |
destroyObject | 当ObjectPool实例从池中被清理出去丢弃的时候调用(是否根据validateObject的测试结果由具体的实现在而定) |
6.3 初始化
public GenericObjectPool<SxInferContext> contextPools;
@PostConstruct
public void init() {
if (sxInferConfig.isObjectPoolUsable()) {
InferContextPooledObjectFactory factory = new InferContextPooledObjectFactory();
//设置对象池的相关参数
GenericObjectPoolConfig poolConfig = initConfig();
//新建一个对象池,传入对象工厂和配置
contextPools = new GenericObjectPool<>(factory, poolConfig);
}
}
/**
\* 池子初始化
*
\* @param
*/
public GenericObjectPoolConfig initConfig() {
GenericObjectPoolConfig cfg = new GenericObjectPoolConfig();
cfg.setJmxNamePrefix("objectPool");
// 对象总数
cfg.setMaxTotal(sxInferConfig.getPoolMaxTotal());
// 最大空闲对象数
cfg.setMaxIdle(sxInferConfig.getPoolMaxIdle());
// 最小空闲对象数
cfg.setMinIdle(sxInferConfig.getPoolMinIdle());
// 借对象阻塞最大等待时间
// 获取资源的等待时间。blockWhenExhausted 为 true 时有效。-1 代表无时间限制,一直阻塞直到有可用的资源
cfg.setMaxWaitMillis(sxInferConfig.getPoolMaxWait());
// 最小驱逐空闲时间
cfg.setMinEvictableIdleTimeMillis(sxInferConfig.getPoolMinEvictableIdleTimeMillis());
// 每次驱逐数量 资源回收线程执行一次回收操作,回收资源的数量。默认 3
cfg.setNumTestsPerEvictionRun(sxInferConfig.getPoolNumTestsPerEvictionRun());
// 回收资源线程的执行周期,默认 -1 表示不启用回收资源线程
cfg.setTimeBetweenEvictionRunsMillis(sxInferConfig.getPoolTimeBetweenEvictionRunsMillis());
// 资源耗尽时,是否阻塞等待获取资源,默认 true
cfg.setBlockWhenExhausted(sxInferConfig.isPoolBlockWhenExhausted());
return cfg;
}
6.4 使用
contextPools.borrowObject();
contextPools.returnObject();
等等 ....
说明:cfg.setJmxNamePrefix(“objectPool”); 假如项目中有用到redis线程池,则需要配置一下JmxNamePrefix。redis线程池使用的是“pool”,假如有重复的,早调用线程池是时,就默认会调用到Redis线程池的PooledObjectFactory(假如redis线程池使用默认的话),导致配置的线程池不生效。
GenericObjectPool 方法解释:
方法 | 描述 |
---|---|
borrowObject | 从池中借出一个对象。要么调用PooledObjectFactory.makeObject方法创建,要么对一个空闲对象使用PooledObjectFactory.activeObject进行激活,然后使用PooledObjectFactory.validateObject方法进行验证后再返回 |
returnObject | 将一个对象返还给池。根据约定:对象必须 是使用borrowObject方法从池中借出的 |
invalidateObject | 废弃一个对象。根据约定:对象必须 是使用borrowObject方法从池中借出的。通常在对象发生了异常或其他问题时使用此方法废弃它 |
addObject | 使用工厂创建一个对象,钝化并且将它放入空闲对象池 |
getNumberIdle | 返回池中空闲的对象数量。有可能是池中可供借出对象的近似值。如果这个信息无效,返回一个负数 |
getNumActive | 返回从借出的对象数量。如果这个信息不可用,返回一个负数 |
clear | 清除池中的所有空闲对象,释放其关联的资源(可选)。清除空闲对象必须使用PooledObjectFactory.destroyObject方法 |
close | 关闭池并释放关联的资源 |
来源:https://blog.csdn.net/Dream_bin/article/details/116242953
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