2011/6/2Java笔记之对象池1（commons-pool）

ObjectPool


ObjectPool 定义了一个简单的池接口

  • BaseObjectPool以下三个类的父类

    • 　　　　A simple base implementation of ObjectPool. Optional operations are implemented to either do nothing, return a value indicating it is unsupported or throw UnsupportedOperationException.

    • GenericObjectPool: 采用LIFO/FIF
    • O结构实现ObjectPool接口。池的默认行为是一个LIFO，这就意味着，当池中有空闲可用的对象时，调用borrowObject方法会返回最近（“后进”）的实例。如果LIFO策略在池中是false的，实例的返回按相反的顺序，-先进 - 先出。 
    　　　　利用一个org.apache.commons.collections.CursorableLinkedList对象来保存对象池里的对象。这种对象池的特色是：
    • 　　可以设定最多能从池中借出多少个对象。
    • 　　可以设定池中最多能保存多少个对象。
    • 　　可以设定在池中已无对象可借的情况下，调用它的borrowObject方法时的行为，是等待、创建新的实例还是抛出异常。
    • 　　可以分别设定对象借出和还回时，是否进行有效性检查。
    • 　　可以设定是否使用一个单独的线程，对池内对象进行后台清理。

    　　　GenericObjectPool的构造方法共有七个，其中：

    • 　　最简单的一个是GenericObjectPool(PoolableObjectFactory factory)。仅仅指明要用的　　PoolableObjectFactory实例，其它参数则采用默认值。
    • 　　最复杂的一个是GenericObjectPool(PoolableObjectFactory factory, int maxActive, byte whenExhaustedAction, long maxWait, int maxIdle, boolean testOnBorrow, boolean testOnReturn, long timeBetweenEvictionRunsMillis, int numTestsPerEvictionRun, long minEvictableIdleTimeMillis, boolean testWhileIdle)。其中：
      • 参数factory指明要与之配合使用的PoolableObjectFactory实例。
      • 参数maxActive指明能从池中借出的对象的最大数目。如果这个值不是正数，表示没有限制。
      • 参数whenExhaustedAction指定在池中借出对象的数目已达极限的情况下，调用它的borrowObject方法时的行为。可以选用的值有：
        • GenericObjectPool.WHEN_EXHAUSTED_BLOCK，表示等待；
        • GenericObjectPool.WHEN_EXHAUSTED_GROW，表示创建新的实例（不过这就使maxActive参数失去了意义）；
        • GenericObjectPool.WHEN_EXHAUSTED_FAIL，表示抛出一个java.util.NoSuchElementException异常。
      • 参数maxWait指明若在对象池空时调用borrowObject方法的行为被设定成等待，最多等待多少毫秒。如果等待时间超过了这个数值，则会抛出一个java.util.NoSuchElementException异常。如果这个值不是正数，表示无限期等待。
      • 参数testOnBorrow设定在借出对象时是否进行有效性检查。
      • 参数testOnBorrow设定在还回对象时是否进行有效性检查。
      • 参数timeBetweenEvictionRunsMillis，设定间隔每过多少毫秒进行一次后台对象清理的行动。如果这个值不是正数，则实际上不会进行后台对象清理。
      • 参数numTestsPerEvictionRun，设定在进行后台对象清理时，每次检查几个对象。如果这个值不是正数，则每次检查的对象数是检查时池内对象的总数乘以这个值的负倒数再向上取整的结果――也就是说，如果这个值是-2（-3、-4、-5……）的话，那么每次大约检查当时池内对象总数的1/2（1/3、1/4、1/5……）左右。
      • 参数minEvictableIdleTimeMillis，设定在进行后台对象清理时，视休眠时间超过了多少毫秒的对象为过期。过期的对象将被回收。如果这个值不是正数，那么对休眠时间没有特别的约束。
      • 参数testWhileIdle，则设定在进行后台对象清理时，是否还对没有过期的池内对象进行有效性检查。不能通过有效性检查的对象也将被回收。
      • 另一个比较特别的构造方法是GenericObjectPool(PoolableObjectFactory factory, GenericObjectPool.Config config) 。其中：
        • 参数factory指明要与之配合使用的PoolableObjectFactory实例；
        • 参数config则指明一个包括了各个参数的预设值的对象（详见《GenericObjectPool.Config》一节）。
      • 剩下的五个构造函数则是最复杂的构造方法在某方面的简化版本，可以根据情况选用。它们是：
        • GenericObjectPool(PoolableObjectFactory factory, int maxActive)
        • GenericObjectPool(PoolableObjectFactory factory, int maxActive, byte whenExhaustedAction, long maxWait)
        • GenericObjectPool(PoolableObjectFactory factory, int maxActive, byte whenExhaustedAction, long maxWait, boolean testOnBorrow, boolean testOnReturn)
        • GenericObjectPool(PoolableObjectFactory factory, int maxActive, byte whenExhaustedAction, long maxWait, int maxIdle)
        • GenericObjectPool(PoolableObjectFactory factory, int maxActive, byte whenExhaustedAction, long maxWait, int maxIdle, boolean testOnBorrow, boolean testOnReturn)

      GenericObjectPool.Config

      调用一个有很多的参数的方法的时候，很可能将参数的位置和个数搞错，导致编译或运行时的错误；阅读包含了有很多参数的方法调用的代码的时候，也很可能因为没有搞对参数的位置和个数，产生错误的理解。因此，人们往往避免给一个方法安排太多的参数的做法（所谓的“Long Parameter List”）。不过，有些方法又确实需要许多参数才能完成工作。于是，就有人想到了一种将大批的参数封装到一个对象（称为参数对象，Parameter Object）里，然后将这个对象作为单一的参数传递的两全其美的对策。

      因为生成GenericKeyedObjectPool时可供设置的特性非常之多，所以它的构造方法里也就难免会需要不少的参数。GenericKeyedObjectPool除了提供了几个超长的构造方法之外，同时也定义了一个使用参数对象的构造方法。所用参数对象的类型是GenericKeyedObjectPool.Config。

      GenericKeyedObjectPool.Config定义了许多的public字段，每个对应一种可以为GenericKeyedObjectPool设置的特性，包括：

      • int maxActive
      • int maxIdle
      • long maxWait
      • long minEvictableIdleTimeMillis
      • int numTestsPerEvictionRun
      • boolean testOnBorrow
      • boolean testOnReturn
      • boolean testWhileIdle
      • long timeBetweenEvictionRunsMillis
      • byte whenExhaustedAction

      这些字段的作用，与在GenericKeyedObjectPool最复杂的构造方法中与它们同名的参数完全相同。

      使用的时候，先生成一个GenericKeyedObjectPool.Config对象，然后将个字段设置为想要的值，最后用这个对象作为唯一的参数调用GenericKeyedObjectPool的构造方法即可。

      注意：使用有许多public字段、却没有任何方法的类，也是一个人们往往加以避免的行为（所谓的“Data Class”）。不过这次GenericKeyedObjectPool特立独行了一回。

    • StackObjectPool: ObjectPool implementation with a LIFO (Last In First Out) behavior.
    　　　　利用一个java.util.Stack对象来保存对象池里的对象。这种对象池的特色是：
    • 　　可以为对象池指定一个初始的参考大小（当空间不够时会自动增长）。
    • 　　在对象池已空的时候，调用它的borrowObject方法，会自动返回新创建的实例。
    • 　　可以为对象池指定一个可保存的对象数目的上限。达到这个上限之后，再向池里送回的对象会被自动送去　　回收。

    　　　　StackObjectPool的构造方法共有六个，其中：

    • 　　最简单的一个是StackObjectPool()，一切采用默认的设置，也不指明要用的PoolableObjectFactory实例。
    • 　　最复杂的一个则是StackObjectPool(PoolableObjectFactory factory, int max, int init)。其中：
      • 参数factory指明要与之配合使用的PoolableObjectFactory实例；
      • 参数max设定可保存对象数目的上限；
      • 参数init则指明初始的参考大小。
    • 　　剩余的四个构造方法则是最复杂的构造方法在某方面的简化版本，可以根据需要选用。它们是：
      • StackObjectPool(int max)
      • StackObjectPool(int max, int init)
      • StackObjectPool(PoolableObjectFactory factory)
      • StackObjectPool(PoolableObjectFactory factory, int max)

    用不带factory参数的构造方法构造的StackObjectPool实例，必须要在用它的setFactory(PoolableObjectFactory factory)方法与某一PoolableObjectFactory实例关联起来后才能正常使用。

    这种对象池可以在没有Jakarta Commmons Collections组件支持的情况下正常运行。

    • SoftReferenceObjectPool: ObjectPool implementation with a LIFO (Last In First Out) behavior.  这种池额外功能是包装了每一个引用对象，允许GC根据内存需求清除这些对象。
    　　　利用一个java.util.ArrayList对象来保存对象池里的对象。不过它并不在对象池里直接保存对象本身，而是保存它们的“软引用”（Soft Reference）。这种对象池的特色是：
    • 　　可以保存任意多个对象，不会有容量已满的情况发生。
    • 　　在对象池已空的时候，调用它的borrowObject方法，会自动返回新创建的实例。
    • 　　可以在初始化同时，在池内预先创建一定量的对象。
    • 　　当内存不足的时候，池中的对象可以被Java虚拟机回收。

    　　　SoftReferenceObjectPool的构造方法共有三个，其中：

    • 　　最简单的是SoftReferenceObjectPool()，不预先在池内创建对象，也不指明要用的PoolableObjectFactory实例。
    • 　　最复杂的一个则是SoftReferenceObjectPool(PoolableObjectFactory factory, int initSize)。其中：
      • 参数factory指明要与之配合使用的PoolableObjectFactory实例
      • 参数initSize则指明初始化时在池中创建多少个对象。
    • 　　剩下的一个构造方法，则是最复杂的构造方法在某方面的简化版本，适合在大多数情况下使用。它是：
      • SoftReferenceObjectPool(PoolableObjectFactory factory)

    用不带factory参数的构造方法构造的SoftReferenceObjectPool实例，也要在用它的setFactory(PoolableObjectFactory factory)方法与某一PoolableObjectFactory实例关联起来后才能正常使用。

    常用方法：

    • void addObject()：Create an object using the PoolableObjectFactory or other implementation dependent mechanism, passivate it, and then place it in the idle object pool.
    • void borrowObject()：Obtains an instance from this pool.
    • void invalidateObject(Object obj)：Invalidates an object from the pool.
    • void returnObject(Object obj)：Return an instance to the pool.

    KeyedObjectPool


    KeyedObjectPool 多种类型的池接口，每种类型都用一个arbitrary key 存储 。

    BaseKeyedObjectPool以下三个类的父类

    A simple base implementation of KeyedObjectPool. Optional operations are implemented to either do nothing, return a value indicating it is unsupported or throw UnsupportedOperationException.

    常用方法：与ObjectPool类似

    PoolableObjectFactory

    The Pool package makes it possible separate the way in which instances are pooled from the way in which instances are created and destroyed. PoolableObjectFactory supports this by providing a generic interface for the lifecycle of a pooled object: 

    public interface PoolableObjectFactory {
            Object makeObject();
            void activateObject(Object obj);
            void passivateObject(Object obj);
            boolean validateObject(Object obj);
            void destroyObject(Object obj);
    }

    ObjectPool implementations may be written to accept arbitrary PoolableObjectFactorys. This makes is possible for clients to select pooling-behavior distinct from the kinds of objects that are pooled.

    BasePoolableObjectFactory provides an abstract base implementation of PoolableObjectFactory that makes implementations a snap.

    KeyedPoolableObjectFactory defines a similar interface for KeyedObjectPools: 

    public interface KeyedPoolableObjectFactory {
            Object makeObject(Object key);
            void activateObject(Object key, Object obj);
            void passivateObject(Object key, Object obj);
            boolean validateObject(Object key, Object obj);
            void destroyObject(Object key, Object obj);
    }

    BaseKeyedPoolableObjectFactory provides an abstract base implementation of KeyedPoolableObjectFactory that makes implementations a snap.

    有时候，单用对池内所有对象一视同仁的对象池，并不能解决的问题。例如，对于一组某些参数设置不同的同类对象――比如一堆指向不同地址的java.net.URL对象或者一批代表不同语句的java.sql.PreparedStatement对象，用这样的方法池化，就有可能取出不合用的对象的麻烦。

    可以通过为每一组参数相同的同类对象建立一个单独的对象池来解决这个问题。但是，如果使用普通的ObjectPool来实施这个计策的话，因为普通的PoolableObjectFactory只能生产出大批设置完全一致的对象，就需要为每一组参数相同的对象编写一个单独的PoolableObjectFactory，工作量相当可观。这种时候就适合调遣Pool组件中提供的一种“带键值的对象池”来展开工作了。

    Pool组件采用实现了KeyedObjectPool接口的类，来充当带键值的对象池。相应的，这种对象池需要配合实现了KeyedPoolableObjectFactory接口的类和实现了KeyedObjectPoolFactory接口的类来使用（这三个接口都在org.apache.commons.pool包中定义）：

    • KeyedPoolableObjectFactory和PoolableObjectFactory形式如出一辙，只是每个方法都增加了一个Object key参数而已：
      • makeObject的参数变为(Object key)
      • activateObject的参数变为(Object key, Object obj)
      • passivateObject的参数变为(Object key, Object obj)
      • validateObject的参数变为Object key, Object obj)
      • destroyObject的参数变为(Object key, Object obj)

      另外Pool组件也提供了BaseKeyedPoolableObjectFactory，用于充当和BasePoolableObjectFactory差不多的角色。

    • KeyedObjectPool和ObjectPool的形式大同小异，只是某些方法的参数类型发生了变化，某些方法分成了两种略有不同的版本：
      • 用Object borrowObject(Object key)和void returnObject(Object key, Object obj)来负责对象出借和归还的动作。
      • 用void close()来关闭不再需要的对象池。
      • 用void clear(Object key)和void clear()来清空池中的对象，前者针对与特定键值相关联的实例，后者针对整个对象池。
      • 用int getNumActive(Object key)和int getNumActive()来查询已借出的对象数，前者针对与特定键值相关联的实例，后者针对整个对象池。
      • 用int getNumIdle(Object key)和int getNumIdle()来查询正在休眠的对象数，前者针对与特定键值相关联的实例，后者针对整个对象池。
      • 用void setFactory(KeyedPoolableObjectFactory factory)来设置要用的KeyedPoolableObjectFactory实例。

      void clear、int getNumActive、int getNumIdle和void setFactory的各种版本都仍然是可以由具体实现自行决定是否要支持的方法。如果所用的KeyedObjectPool实现不支持这些操作，那么调用这些方法的时候，会抛出一个UnsupportedOperationException异常。

    • KeyedObjectPoolFactory和ObjectPoolFactory的形式完全相同，只是所代表的对象不同而已。

    这一类对象池的基本使用方法接近于这样：

    class KeyedPoolableObjectFactorySample
            extends BaseKeyedPoolableObjectFactory {
        public Object makeObject(Object key) throws Exception {
            return new String("[" + key.hashCode() + "]");
        }
    }
    public class KeyedObjectPoolSample {
        public static void main(String[] args) {
            Object obj = null;
            KeyedPoolableObjectFactory factory
                    = new KeyedPoolableObjectFactorySample();
            KeyedObjectPoolFactory poolFactory
                    = new StackKeyedObjectPoolFactory(factory);
            KeyedObjectPool pool = poolFactory.createPool();
            String key = null;
            try {
                for (long i = 0; i < 100 ; i++) {
                     key = "" + (int) (Math.random() * 10);
                    System.out.println("== " + i + " ==");
                    System.out.println("Key:" + key);
                    obj = pool.borrowObject(key);
                    System.out.println("Object:" + obj);
                    pool.returnObject(key, obj);
                    obj = null;
                }
            }
            catch (Exception e) {
                     e.printStackTrace();
            }
            finally {
                try{
                    if (obj != null) {
                        pool.returnObject(key, obj);
                    }
                    pool.close();
                }
                catch (Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    Pool组件自带的KeyedObjectPool的实现有StackKeyedObjectPool和GenericKeyedObjectPool两种。它们的使用方法分别与它们各自的近亲KeyedObjectPool和KeyedObjectPool基本一致，只是原来使用GenericObjectPool.Config的地方要使用GenericKeyedObjectPool.Config代替。

    posted @ 2011-06-02 15:29  跳刀的兔子  阅读(9334)  评论(0)  编辑  收藏  举报