commons-pool2对象池原理简析

所谓对象池，即一个放对象的池子。目的是为了复用对象，以减少创建对象的开销，如连接池、线程池等。

commons-pool2是apache下的一款对象池开源组件，在学习它的原理前，首先考虑下如果我们自实现对象池，会有哪些问题需要考虑？

接下来我们带着这些问题去学习commons-pool2。

首先看下专门用来生成对象的抽象工厂类BasePooledObjectFactory，它实现了以下接口：

前三个方法很容易理解，后面的activateObject和passivateObject看注释是从池中获取对象后再做一次初始化、归还对象给池前做一次取消初始化。也就是说通过实现这2个方法，实现在获取、归还对象前做一些 *** 作。

抽象类BasePooledObjectFactory只实现了makeObject方法：

其中，wrap是抽象方法，由子类实现。这个方法就是用PooledObject封装池中的对象，而DefaultPooledObject就是PooledObject的实现类。

看类的属性可知DefaultPooledObject类主要做一些封装，如创建时间、归还时间等属性。

生成池化对象的工厂类BasePooledObjectFactory比较简单，接下来我们对象池的核心实现类GenericObjectPool，首先看下它的属性：

父类BaseGenericObjectPool属性：

创建对象create()

归还方法returnObject

目前已对对象池原理做了一些简析，通过以上的分析，基本解决最初提出的几个问题了。

;   对象池使用的基本思路是 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 下面是构建对象池的一个例子         public class ObjectPool {        private int numObjects = ; // 对象池的大小        private int maxObjects = ; // 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 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 = ; x < numObjects; x++） {        if （（objects size（） == ）&&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（ ）         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 秒        if （pObj isBusy（）） {        wait（ ） // 等 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（）         }        } lishixinzhi/Article/program/Java/hx/201311/25600

摘 要 本文在分析对象池技术基本原理的基础上 给出了对象池技术的两种实现方式 还指出了使用对象池技术时所应注意的问题

关键词 对象池 对象池技术 Java 对象 性能

Java对象的生命周期分析

Java对象的生命周期大致包括三个阶段 对象的创建 对象的使用 对象的清除 因此 对象的生命周期长度可用如下的表达式表示 T = T + T +T 其中T 表示对象的创建时间 T 表示对象的使用时间 而T 则表示其清除时间 由此 我们可以看出 只有T 是真正有效的时间 而T T 则是对象本身的开销 下面再看看T T 在对象的整个生命周期中所占的比例

我们知道 Java对象是通过构造函数来创建的 在这一过程中 该构造函数链中的所有构造函数也都会被自动调用 另外 默认情况下 调用类的构造函数时 Java会把变量初始化成确定的值 所有的对象被设置成null 整数变量（byte short int long）设置成 float和double变量设置成 逻辑值设置成false 所以用new关键字来新建一个对象的时间开销是很大的 如表 所示

表 一些 *** 作所耗费时间的对照表

运算 *** 作 示例 标准化时间 本地赋值 i = n 实例赋值 this i = n 方法调用 Funct() 新建对象 New Object() 新建数组 New int[ ]

从表 可以看出 新建一个对象需要 个单位的时间 是本地赋值时间的 倍 是方法调用时间的 倍 而若新建一个数组所花费的时间就更多了

再看清除对象的过程 我们知道 Java语言的一个优势 就是Java程序员勿需再像C/C++程序员那样 显式地释放对象 而由称为垃圾收集器（Garbage Collector）的自动内存管理系统 定时或在内存凸现出不足时 自动回收垃圾对象所占的内存 凡事有利总也有弊 这虽然为Java程序设计者提供了极大的方便 但同时它也带来了较大的性能开销 这种开销包括两方面 首先是对象管理开销 GC为了能够正确释放对象 它必须监控每一个对象的运行状态 包括对象的申请 引用 被引用 赋值等 其次 在GC开始回收 垃圾 对象时 系统会暂停应用程序的执行 而独自占用CPU

因此 如果要改善应用程序的性能 一方面应尽量减少创建新对象的次数 同时 还应尽量减少T T 的时间 而这些均可以通过对象池技术来实现

对象池技术的基本原理

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

）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; }

）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

）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

）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

通用对象池的实现

对象池的构造和管理可以按照多种方式实现 最灵活的方式是将池化对象的Class类型在对象池之外指定 即在ObjectPoolFactory类创建对象池时 动态指定该对象池所池化对象的Class类型 其实现代码如下

public ObjectPool createPool(ParameterObject paraObj Class clsType) {return new ObjectPool(paraObj clsType); }

其中 paraObj参数用于指定对象池的特征属性 clsType参数则指定了该对象池所存放对象的类型 对象池（ObjectPool）创建以后 下面就是利用它来管理对象了 具体实现如下

public class ObjectPool {private ParameterObject paraObj;//该对象池的属性参数对象private Class clsType;//该对象池中所存放对象的类型private int currentNum = ; //该对象池当前已创建的对象数目private Object currentObj;//该对象池当前可以借出的对象private Vector pool;//用于存放对象的池public ObjectPool(ParameterObject paraObj Class clsType) { this paraObj = paraObj; this clsType = clsType; pool = new Vector();}public Object getObject() { if (pool size() <= paraObj getMinCount()) {if (currentNum <= paraObj getMaxCount()) { //如果当前池中无对象可用 而且已创建的对象数目小于所限制的最大值 就利用 //PoolObjectFactory创建一个新的对象 PoolableObjectFactory objFactory =PoolableObjectFactory getInstance(); currentObj = objFactory create Object (clsType); currentNum++;} else { //如果当前池中无对象可用 而且所创建的对象数目已达到所限制的最大值 //就只能等待其它线程返回对象到池中 synchronized (this) {try { wait();} catch (InterruptedException e) { System out println(e getMessage()); e printStackTrace();}currentObj = pool firstElement(); }} } else {//如果当前池中有可用的对象 就直接从池中取出对象currentObj = pool firstElement(); } return currentObj; } public void returnObject(Object obj) {// 确保对象具有正确的类型if (obj isInstance(clsType)) { pool addElement(obj); synchronized (this) {notifyAll(); }} else { throw new IllegalArgumentException( 该对象池不能存放指定的对象类型 );} } }

从上述代码可以看出 ObjectPool利用一个java util Vector作为可扩展的对象池 并通过它的构造函数来指定池化对象的Class类型及对象池的一些属性 在有对象返回到对象池时 它将检查对象的类型是否正确 当对象池里不再有可用对象时 它或者等待已被使用的池化对象返回池中 或者创建一个新的对象实例 不过 新对象实例的创建并不在ObjectPool类中 而是由PoolableObjectFactory类的createObject方法来完成的 具体实现如下

public Object createObject(Class clsType) {Object obj = null;try { obj = clsType newInstance();} catch (Exception e) { e printStackTrace();}return obj; }

这样 通用对象池的实现就算完成了 下面再看看客户端（Client）如何来使用它 假定池化对象的Class类型为StringBuffer

//创建对象池工厂 ObjectPoolFactory poolFactory = ObjectPoolFactory getInstance (); //定义所创建对象池的属性 ParameterObject paraObj = new ParameterObject( ); //利用对象池工厂 创建一个存放StringBuffer类型对象的对象池 ObjectPool pool = poolFactory createPool(paraObj String Buffer class); //从池中取出一个StringBuffer对象 StringBuffer buffer = (StringBuffer)pool getObject(); //使用从池中取出的StringBuffer对象 buffer append( hello ); System out println(buffer toString());

可以看出 通用对象池使用起来还是很方便的 不仅可以方便地避免频繁创建对象的开销 而且通用程度高 但遗憾的是 由于需要使用大量的类型定型（cast） *** 作 再加上一些对Vector类的同步 *** 作 使得它在某些情况下对性能的改进非常有限 尤其对那些创建周期比较短的对象

专用对象池的实现

由于通用对象池的管理开销比较大 某种程度上抵消了重用对象所带来的大部分优势 为解决该问题 可以采用专用对象池的方法 即对象池所池化对象的Class类型不是动态指定的 而是预先就已指定 这样 它在实现上也会较通用对象池简单些 可以不要ObjectPoolFactory和PoolableObjectFactory类 而将它们的功能直接融合到ObjectPool类 具体如下（假定被池化对象的Class类型仍为StringBuffer 而用省略号表示的地方 表示代码同通用对象池的实现）

public class ObjectPool {private ParameterObject paraObj;//该对象池的属性参数对象private int currentNum = ; //该对象池当前已创建的对象数目private StringBuffer currentObj;//该对象池当前可以借出的对象private Vector pool;//用于存放对象的池public ObjectPool(ParameterObject paraObj) { this paraObj = paraObj; pool = new Vector();}public StringBuffer getObject() { if (pool size() <= paraObj getMinCount()) {if (currentNum <= paraObj getMaxCount()) { currentObj = new StringBuffer(); currentNum++;} } return currentObj;}public void returnObject(Object obj) { // 确保对象具有正确的类型 if (StringBuffer isInstance(obj)) { }}

结束语

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 *** 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

lishixinzhi/Article/program/Java/hx/201311/25768

在JavaScript中定义对象可以采用以下几种方式：

1基于已有对象扩充其属性和方法

2工厂方式

3构造函数方式

4原型(“prototype”)方式

5动态原型方式-- 1基于已有对象扩充其属性和方法

objectname = "zhangsan";

objectsayName = function(name)

{

       thisname = name;

       alert(thisname);

}

objectsayName("lisi");-- 2工厂方式 

function createObject() 

{

       var object = new Object();

       objectusername = "zhangsan";

       objectpassword = "123";

       objectget = function()

       {

              alert(thisusername + ", " + thispassword);

       }

       return object;

}

var object1 = createObject();

var object2 = createObject();

object1get();

 -- 采用带参数的构造方法：

function createObject(username, password)

{

       var object = new Object();

       objectusername = username;

       objectpassword = password;

       objectget = function()

       {

              alert(thisusername + ", " + thispassword);

       }

       return object;

}

var object1 = createObject("zhangsan", "123");

object1get();

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