commons-pool-1.6部分源码分析

类图关系

为了简单起见，该图只表现继承和实现关系



大部分情况下我们只使用ObjectPool和PoolableObjectFactory的相关实现类,我们重点分析GenricObjectPool类


配置参数

类GenericObjectPool.Config定义了相关参数:

// 池中最大空闲实例个数
int maxIdle=8

// 池中最小空闲实例个数 (evictor会用到)
int minIdle=0

// 可以从池中拿走的最多实例的个数,就是通常我们说的池大小
// 小于0则代表没有限制
int maxActive=8

// 当池耗尽并且whenExhaustedAction的值是WHEN_EXHAUSTED_BLOCK时候,
// borrowObject方法最大等待时间(毫秒),超过改时间则抛出异常
// (意思就是当池被耗尽时,从池中获取对象要等的时间)
// 小于0时一直阻塞
long maxWait = -1

// 当池被耗尽时，borrowObject方法应该采取的措施
byte whenExhaustedAction = WHEN_EXHAUSTED_BLOCK

// 默认是false，当是true得时候，borrowObject方法在返回之前
// 会调用自定义的PoolableObjectFactory.validateObject方法，校验
// 要返回的对象是否可用.如果不可用，该对象会被销毁，然后
// 会尝试生成另一个对象.
boolean testOnBorrow = false

// 默认是false，当时true的时候，当调用retruenObject将对象放回
// 池中时会调用PoolableObjectFactory.validateObject方法，校验对象   
// 是否可用. (如果不可用会销毁该对象) 
boolean testOnReturn = false
      
// 默认是fasle，当是true时，闲置对象驱逐器会调用validateObject
// 方法，校验对象是否可用，如果不可用会将其从池中drop掉
boolean testWhileIdle = false
        
// 闲置对象驱逐器运行的间隔时间(毫秒)，如果是非正数则驱逐器将不会运行.
// (驱逐器可以确保池内对象不小于minIdle)
long timeBetweenEvictionRunsMillis = -1

// 驱逐器每次运行时检查池中闲置对象的最大个数
// (比如该值设置为3,此时池中有5个闲置对象,那么每次只会检查前三个闲置对象。
// 比如检查闲置对象是否可用等。ensureMinIdle()不受这个影响，因为是做完检查
// 后才执行ensureMinIdle)
int numTestsPerEvictionRun = 3

// 一个对象可以停留在池中的最少闲置时间，如果该对象在池中
// 的闲置时间大于该值，那么该对象就可以被驱逐器dorp掉。
// 如果是非正数，表示该对象可以一直闲置下去。(单位毫秒)
long minEvictableIdleTimeMillis = 1000L * 60L * 30L

// 和minEvictableIdleTimeMillis作用一样，但有一个额外条件：
// 如果池中闲置对象的个数不大于minIdle时，即使有对象的
// 闲置时间大于该设置的值也不会被dorp掉.
// 注意：如果minEvictableIdleTimeMillis>0则该参数就不在起作用.
long softMinEvictableIdleTimeMillis = -1

// 默认LIFO状态.true的意思是borrowObject方法返回池中的最近
// 使用过的闲置对象(如果该实例可用). fasle的意思是池是一个
// FIFO队列--对象从池中顺序的返回.
boolean lifo = true

从池中获取对象
从池中获取对象有borrowObject()方法负责，那么该方法到底做了什么？

public T borrowObject() throws Exception {
  long starttime = System.currentTimeMillis();
  Latch<T> latch = new Latch<T>();   //代表一个请求
  byte whenExhaustedAction;
  long maxWait;
  synchronized (this) {
      // Get local copy of current config. Can't sync when used later as
      // it can result in a deadlock. Has the added advantage that config
      // is consistent for entire method execution
      whenExhaustedAction = _whenExhaustedAction;
      maxWait = _maxWait;
  
      // Add this request to the queue
      // 请这个请求放入到请求对列.由下面的allocate()方法进行分配
      _allocationQueue.add(latch);
  }
  // Work the allocation queue, allocating idle instances and
  // instance creation permits in request arrival order
  //操作分配队列 ,为请求顺序分配空闲实例和实例创建许可     
  allocate();
  
  for(;;) {
      synchronized (this) {
          assertOpen();
      }
  
      // If no object was allocated from the pool above
      // 没有从池中分配出一个池对象
      if(latch.getPair() == null) {
        // check if we were allowed to create one
        // 检查是否允许创建一个池对象
        if(latch.mayCreate()) {
            // allow new object to be created
            // 允许创建一个池对象
        } else {
          // the pool is exhausted
          // 池被耗尽时执行以下耗尽策略
          switch(whenExhaustedAction) {
            case WHEN_EXHAUSTED_GROW:  //该策略可以忽略不能创建新池对象的限制
              // allow new object to be created
              synchronized (this) {
                 // Make sure another thread didn't allocate us an object
                 // or permit a new object to be created
              	 // 确保这是其他线程没有给当前请求(latch)关联一个池对象
                 // 或者授权可创建新对象
                 if (latch.getPair() == null && !latch.mayCreate()) {
                     //将请求从请求队列中移除,这时该请求就变为可用请求
                     _allocationQueue.remove(latch); 
                     _numInternalProcessing++;
                 }
              }
              break;
            case WHEN_EXHAUSTED_FAIL:  //该策略直接抛异常
              synchronized (this) {
                 // Make sure allocate hasn't already assigned an object
                 // in a different thread or permitted a new object to 
                 // be created
                 if (latch.getPair() != null || latch.mayCreate()) {
                     break;
                 }
                 _allocationQueue.remove(latch);
              }
              throw new NoSuchElementException("Pool exhausted");
            case WHEN_EXHAUSTED_BLOCK: //该策略让请求等待一段时间
              try {
                 // 该同步块用latch作为锁原因：
                 // 1.和allocate()方法中的latch同步块配合;
                 // 2.减小锁的范围，如果都用this锁，那么走到这里时所有的线程都要
                 // 顺序执行，但是用latch就不用，因为各个线程持有的锁(latch)不一样
                 // 所以这里对不同的线程可以并发执行。
                 synchronized (latch) {
                     // Before we wait, make sure another thread didn't 
                     // allocate us an object
                     // or permit a new object to be created
                     // 等待之前确保其他线程没有给分配一个池对象或授权创建新池对象
                     if (latch.getPair() == null && !latch.mayCreate()) {
                         if(maxWait <= 0) {  //最大等待时间小于等于0就一直等待
                             latch.wait();
                         } else {  //计算需要等待的时间并执行等待
                             // this code may be executed again after a 
                             // notify then continue cycle
                             // so, need to calculate the amount of time 
                             //to wait
                             final long elapsed = (System.currentTimeMillis() - starttime);
                             final long waitTime = maxWait - elapsed;
                             if (waitTime > 0){
                                 latch.wait(waitTime);
                             }
                         }
                     } else {
                         break;
                     }
                 }
                 // see if we were awakened by a closing pool
                 if(isClosed() == true) {
                     throw new IllegalStateException("Pool closed");
                 }
              } catch(InterruptedException e) { //被其他线程提前中断
                 boolean doAllocate = false;
                 synchronized(this) {
                     // Need to handle the all three possibilities
                     // 需要处理三种可能性
                     if (latch.getPair() == null && !latch.mayCreate()) {
                         // Case 1: latch still in allocation queue
                         // Remove latch from the allocation queue
                         // 情况1:请求仍然在请求队列，还没有分配池对象
                         _allocationQueue.remove(latch);
                     } else if (latch.getPair() == null 
                                             && latch.mayCreate()) {
                         //Case 2:latch has been given permission to create
                         //         a new object
                         //情况2:请求已经被赋予可以创建新池对象
                         _numInternalProcessing--;
                         //腾出一个坑儿,让给别人
                         doAllocate = true;
                     } else {
                         // Case 3: An object has been allocated
                         //  情况3:请求已经分配了一个池对象
                         _numInternalProcessing--;
                         //下面的returnObject方法会将该值减一,所以这里先加一
                         _numActive++;   
                         //以上两句可以理解为将关联池对象返回给了外部
                         //而这语句表示将外部的池对象放入到池中
                         returnObject(latch.getPair().getValue());
                     }
                 }
                 if (doAllocate) {
                     allocate();
                 }
                 
                 //发生中断异常后，中断状态已经被清除.
                 //重置线程中断状态
                 Thread.currentThread().interrupt(); //?
                 throw e;
              }
              
              // 如果线程等待超时、产生虚假唤醒(没有被通知、中断或超时)
              // 或者其他线程调用latch.notify则会走到这一步
              if(maxWait > 0 
                    && ((System.currentTimeMillis() - starttime) 
                              >= maxWait)) {// 超时
                 synchronized(this) {
                    // Make sure allocate hasn't already assigned an object
                    // in a different thread or permitted a new object to 
                    // be created
                    //超时后仍没有获取到一个关联池对象或者新创建许可
                    if (latch.getPair() == null && !latch.mayCreate()) {
                        // Remove latch from the allocation queue
                        _allocationQueue.remove(latch);
                    } else {//在等待的过程中获取到一个关联池对象或者新创建许可
                        break;
                    }
                 }
                 throw new NoSuchElementException("Timeout waiting "+
                                                       "for idle object");
              } else { //虚假唤醒或其它线程调用了latch.notify
                 continue; // keep looping
              }
            default:
                throw new IllegalArgumentException("WhenExhaustedAction property " +
                        whenExhaustedAction +" not recognized.");
          }
        }
      }
  
      // 走到这里说明允许创建一个新池对象或者已经关联了一个池对象
      boolean newlyCreated = false;  //是否已经创建了池对象
      if(null == latch.getPair()) { //没有关联一个吃对象,但是允许创建一个池对象
          try {
              T obj = _factory.makeObject();
              latch.setPair(new ObjectTimestampPair<T>(obj));  //关联池对象
              newlyCreated = true;
          } finally {
              if (!newlyCreated) {//池对象创建失败
                  //object cannot be created
                  //因为之前在allocate()方法中在设置_mayCreate值时
                  //将_numInternalProcessing++
                  //所以如果创建池对象失败就将可用请求个数减一
                  synchronized (this) {
                      _numInternalProcessing--;
                      // No need to reset latch - about to throw exception
                  }
                  
                  // 腾出来一个坑儿，让给其他人
                  allocate();
              }
          }
      }
      // activate & validate the object
      // 走到这里说明已经获取到了一个池对象(新创建的或者从池中拿的)
      // 激活和校验池对象是否可用
      try {
          _factory.activateObject(latch.getPair().value);
          
          //只有_testOnBorrow值为true时才对关联的池对象进行校验
          if(_testOnBorrow &&
                  !_factory.validateObject(latch.getPair().value)) {
              throw new Exception("ValidateObject failed");
          }
          
          //池对象返回给外部前,可用请求个数减一，池外活跃对象个数加一
          synchronized(this) {
              _numInternalProcessing--;
              _numActive++;
          }
          
          //返回池对象
          return latch.getPair().value;
      } catch (Throwable e) { //??
          PoolUtils.checkRethrow(e);//??
          // object cannot be activated or is invalid
          // 池对象不能被激活或者校验失败
          try {
              _factory.destroyObject(latch.getPair().value);
          } catch (Throwable e2) {
              PoolUtils.checkRethrow(e2);
              // cannot destroy broken object
          }
          synchronized (this) {
              _numInternalProcessing--;
              // 请求已关联到一个池对象，但是池对象不可用
              if (!newlyCreated) {
              	//重置请求,并将该请求放入到请求队列
              	//后续再调用一次allocate()方法继续从池中拿空闲对象
                  latch.reset();
                  _allocationQueue.add(0, latch);
              }
          }
          allocate();
          //走到这里并且newlyCreated=true
          //那么说明池中已经没有空闲对象，并且新创建的池对象不可用，那么直接抛异常
          if(newlyCreated) {
              throw new NoSuchElementException("Could not create a validated "+
                                        "object,"+ " cause: " + e.getMessage());
          //走到这里且newlyCreated=false
          //说明请求(latch)从池中获取的对象不可用，那么继续循环从池中寻找空闲对象
          //如果池中没有空闲对象并且也不允许再创建新池对象，
          //那么会进入池耗尽策略switch(whenExhaustedAction)代码块
          }else {  
              continue; // keep looping
          }
      }
  }
}
 

我们可以看到borrowObject方法中又很多地方都调用了一个内部函数allocate(),
该方法主要负责为每一个请求(latch)分配对象，具体实现如下:

private synchronized void allocate() {
        if (isClosed()) return;

        // First use any objects in the pool to clear the queue
        // 首先，用池中的对象给请求队列中的请求分配对象
        for (;;) {
            //如果有请求队列有请求,且池中又空闲对象
            if (!_pool.isEmpty() && !_allocationQueue.isEmpty()) {
                Latch<T> latch = _allocationQueue.removeFirst();
                latch.setPair( _pool.removeFirst());  //从池中拿走一个对象给请求(latch)
                _numInternalProcessing++;   //正在分配中得对象的个数
                synchronized (latch) {
                	//当池中对象已经耗尽且when_exhausted_block值是WHEN_EXHAUSTED_BLOCK
                	//这个时候来的请求会根据过期时间在同步块中等待。
                	//这语句让让等待(latch.wait(xxx))的请求激活
                    latch.notify();	
                }
            } else {  //跳出，直到将池中得对象分配完毕
                break;
            }
        }

        // Second  any spare capacity to create new objects
        // 然后，根据池的配置决定是否可以为请求队列中的请求(latch)创建新的池对象
        for(;;) {
            //_maxActive 最大活跃对象个数
            //_numActive 当前在池外的活跃对象个数
            //_numInternalProcessing 可用请求(已分配池对象或_mayCreate标记为true的latch)的个数
            if((!_allocationQueue.isEmpty()) && (_maxActive < 0
                     || (_numActive + _numInternalProcessing) < _maxActive)) {
                Latch<T> latch = _allocationQueue.removeFirst();
                latch.setMayCreate(true);  //设置该请求(latch)的可创建标志为true
                _numInternalProcessing++;
                synchronized (latch) {
                	//通知等待的latch可以创建池对象了
                    latch.notify();	
                }
            } else {
                break;
            }
        }
    } 

未完待续...