Apache Commons Pool2 源码分析

Apache Commons Pool2 源码分析

Commons Pool2本质上是”对象池”,即通过一定的规则来维护对象集合的容器;commos-pool2在很多场景中,用来实现”连接池”/”任务worker池”等,大家常用的Jedis pool数据库连接池,也是基于commons-pool2实现.

  commons-pool2实现思想非常简单,它主要的作用就是将"对象集合"池化,任何通过pool进行对象存取的操作,都会严格按照"pool配置"(比如池的大小)实时的"建对象"、"阻塞控制"、"销毁对象"等.它在一定程度上,实现了对象集合的管理以及对象的分发.

• 1 ：将创建对象的方式,使用工厂模式;
• 2 ：通过”pool配置”来约束对象存取的时机;
• 3 ：将对象列表保存在队列中(LinkedList)

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一、核心对象

在讲述其实现原理前，先提一下其中有几个重要的对象：
- PooledObject（池对象）。
- PooledObjectFactory（池对象工厂）。
- Object Pool（对象池）。

1.1 PooledObject（池对象）

用于封装对象（如：线程、数据库连接、TCP连接），将其包裹成可被池管理的对象。提供了两个默认的池对象实现：
- DefaultPoolObject。用于非软引用的普通对象。
- PooledSoftReference。用于软引用的对象。
在开发连接池、线程池等组件时，需要根据实际情况重载5个方法：startEvictionTest、endEvictionTest、allocate、deallocate和invalidate，用于在不同的场景下修改被包裹对象的内部状态。

PooledObject有多种状态，在不同的环节或经过处理后状态会发生变化:

状态	描述
IDLE	位于队列中，未使用
ALLOCATED	在使用
EVICTION	位于队列中，当前正在测试，可能会被回收
EVICTION_RETURN_TO_HEAD	不在队列中，当前正在测试，可能会被回收。从池中借出对象时需要从队列出移除并进行测试
VALIDATION	位于队列中，当前正在验证
VALIDATION_PREALLOCATION	不在队列中，当前正在验证。当对象从池中被借出，在配置了testOnBorrow的情况下，对像从队列移除和进行预分配的时候会进行验证
VALIDATION_RETURN_TO_HEAD	不在队列中，正在进行验证。从池中借出对象时，从队列移除对象时会先进行测试。返回到队列头部的时候应该做一次完整的验证
INVALID	回收或验证失败，将销毁
ABANDONED	即将无效
RETURN	返还到池中

1.2 PooledObjectFactory（池对象工厂）

定义了操作PooledObject实例生命周期的一些方法，PooledObjectFactory必须实现线程安全。已经有两个抽象工厂：
- BasePooledObjectFactory。
- BaseKeyedPooledObjectFactory。

状态	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）

1.3 Object Pool（对象池）

Object Pool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。有三个默认的实现类：
- GenericObjectPool。
- ProsiedObjectPool。
- SoftReferenceObjectPool。

状态	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

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二、核心流程

2.1 BorrowObject （借出对象）

下面是GenericObjectPool中borrowObject方法的逻辑实现，有阻塞式和非阻塞式两种获取对象的模式。

2.2 BorrowObject （返回对象）

下面是GenericObjectPool中returnObject方法的逻辑实现，在这里实现的FIFO（先进先出）和LIFO（后进先出）。