浅谈 Recycle 机制

这里的 Recycle 机制并不是指 Java 虚拟机中的垃圾回收机制，而是 Android 框架里十分常用的一种设计模式。基本思想很简单，当一个对象不再使用时把它储藏起来，不让虚拟机回收，需要的时候再从仓库里拿出来重新使用，这就避免了对象被回收后再重分配的过程。对于在应用的生命周期内（或者在循环中）需要频繁创建的对象来说这个机制特别实用，可以显著减少对象创建的次数，从而减少 GC 的运行时间。运用得当便可改善应用的性能。唯一的不足只是需要手动为废弃对象调用 recycle 方法。

如何实现？首先，我们需要一个仓库用于存放暂时不用的对象；需要新对象的时候我们不能使用 new 来分配一个新对象，所以还需要一个方法 obtain 来从仓库里获取对象；最后，便是 recycle 方法了，用于回收不再使用的对象。一个简单的实现如下所示，技术细节在注释里解释：

/**
 * Created by Tiou on 2014/7/15.
 * 一个实现 Recycle 机制的对象
 */
public class Data {
    /**
     * 对象池，就是上文所提到的对象仓库，用于暂时存放不用的对象。
     * 用链表来实现对象池结构，直观，高效，易用。
     * sPool 便是指向链表头部的引用
     */
    private static Data sPool;
    /**
     * 指向链表中的下一个元素，当 next 为 null 时表示已到达链表末端
     */
    private Data next;

    /**
     * 隐藏构造函数，避免对象被 new 关键字创建
     */
    private Data(){}

    /**
     * 从池里获取一个新对象，没有的话则返回一个新的实例
     * @return 可用的新对象
     */
    public static Data obtain(){
        if(sPool!=null){ // 池中有可用的对象
            // 对于对象池来说顺序并没有关系
            // 这里取链表的第一个对象，主要是因为方便
            Data data = sPool;
            sPool = sPool.next;
            data.next = null;
            return data;
        }
        return new Data();
    }

    /**
     * 将当前对象回收，一旦对象被回收，便不能再使用，代码中也不应存有任何到该对象的引用
     */
    public void recycle(){
        clear(); //清理对象
        // 把当前对象作为首元素按入链表中
        next = sPool;
        sPool = this;
    }

    /**
     * 重置对象到刚初始化时的状态
     */
    private void clear(){

    }
}

为什么说这是一个简单实现呢？因为这是一个不完善的实现。考虑一个场景，如果一次性 obtain 十万个对象，用完后再全部 recycle，以后每次可能规模就降到几十个，那这十万个对象的绝大多数就会停留在池里，既不会被用到，也不能被虚拟机回收，占用应用大量的内存。这是个十分糟糕的例子，但意思大致还是说得明白，池的容量不能无限大，不然便有内存泄漏的隐患。至于这个对象数量的上限该如何设置，这里并没有一个规定死的值，可灵活设置，简单说这是一个空间换时间的策略，可根据对象占用的空间，及应用具体需要用到的规模来设置一个合理值。

另外，obtain 和 recycle 这两个方法都不是原子操作，在多线程的应用场景下，可能会发生各种奇怪的问题。所以我们还要为这两个方法加锁，保证其是多线程安全的。

最终的效果在这个 gist.

至于具体的例子，这个机制在 Android 框架中实在是太常见了，都不用自己再造出什么例子。只要用过 Message, TypedArray, Parcel，甚至各种 Event 类，等等…都或多或少接触过 recycle 这个方法。这个机制如此常用，以至于 Android 还在 support lib v4 里提供一个 Pool 工具包。

大家可能会奇怪了：「我常常用 Message，也没调用过recycle，也不见得会怎样。」实际上不调用 recycle 确实不会在怎样，因为 Looper 已经帮我们处理好手尾了，只要记得发送过的 Message 不能再用便可以。那自己手动回收会怎样？因为 Looper 在调用 msg.recycle() 前并没有作检查，Message 的对象池来者不拒，不会对进入池中的对象是否已存在进行检查，一旦同一个 Message 被回收两次，便会发生糟糕的结果，对象池将会被破坏，变成一条循环链表，该 Message 所在节点后面的元素将会被孤立，虽不会造成内存泄漏，但将影响虚拟机回收的回收效率。更糟糕的是，Message 的 Recycle 机制将会失效。

大家可以试试下面的代码：

Message msg = Message.obtain();
System.out.println("First obtain:"+System.identityHashCode(msg));
msg.recycle();
msg.recycle();
System.out.println("After recycle twice");
System.out.println("Second obtain:"+System.identityHashCode(Message.obtain()));
System.out.println("Third obtain:"+System.identityHashCode(Message.obtain()));
System.out.println("Fourth obtain:"+System.identityHashCode(Message.obtain()));

输出结果：

First obtain:1122593040
After recycle twice
Second obtain:1122593040
Third obtain:1122593040
Fourth obtain:1122846456

可以看到，连续两次 obtain 返回相同的对象，一旦出现这样的 Bug，要找问题在哪出来绝对是很困难的，所以，绝对不要手动调用 Message#recycle. 不得不怀疑 Android 把这个方法声明为 public 是否合理的。

顺便再提一下，Event 类的回收机制也是由系统控制的，所以不要在监听器触发的方法外保留对监听事件的引用。

本文依据 Android Programming - Pushing the Limits 而作，该书同样犯了手动调用 Message#recycle 的错误，但仍不失为一本值得一读的技术书，值得推荐。

原文链接：https://dourok.info/2014/07/15/quick-overview-of-recycling-pattern-in-android/