java对象池化

对象池化技术 
 对象池化的基本思路是：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。用于充当保存对象的“容器”的对象，被称为“对象池”（Object Pool，或简称Pool）。


 对于没有状态的对象（例如String），在重复使用之前，无需进行任何处理；对于有状态的对象（例如StringBuffer），在重复使用之前，就需要把它们恢复到等同于刚刚生成时的状态。由于条件的限制，恢复某个对象的状态的操作不可能实现了的话，就得把这个对象抛弃，改用新创建的实例了。


 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。




什么时候不要池化 
  采用对象池化的本意，是要通过减少对象生成的次数，减少花在对象初始化上面的开销，从而提高整体的性能。然而池化处理本身也要付出代价，因此，并非任何情况下都适合采用对象池化。




 对于类似Point这样的轻量级对象，进行池化处理后，性能反而下降，因此不宜池化；  


  对于类似Hashtable这样的中量级对象，进行池化处理后，性能基本不变，一般不必池化（池化会使代码变复杂，增大维护的难度）；


   对于类似JPanel这样的重量级对象，进行池化处理后，性能有所上升，可以考虑池化。


   根据使用方法的不同，实际的情况可能与这一测量结果略有出入。在配置较高的机器和技术较强的虚拟机上，不宜池化的对象的范围可能会更大。不过，对于像网络和数据库连接这类重量级的对象来说，目前还是有池化的必要。


  基本上，只在重复生成某种对象的操作成为影响性能的关键因素的时候，才适合进行对象池化。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，以保持代码的简明，而使用更好的硬件和更棒的虚拟机来提高性能为佳。

在Java中可以自定义或者借用第三方类库（如：apache commons-pool）实现对象池

以下是我自己实现的对象池，相当粗糙

思路是：

线程池中有两个集合，一个集合A存放空闲中的对象，一个集合B存放使用中的对象，

线程从A中拿到对象使用，并放入B中，当线程使用完对象之后从B中取出放回A中，

有状态的对象在使用之前先恢复为初始化状态，

当线程池中所有的对象都是使用中时（即都属于集合B），线程等待，当有线程返还对象时，线程唤醒。

001 package common.pool;
002
003 import java.lang.reflect.Field;
004 import java.util.Collections;
005 import java.util.HashSet;
006 import java.util.Iterator;
007 import java.util.Set;
008
009 /**
010  *
011  * @author JiaZhiTang
012  *自定义对象池
013  */
014 @SuppressWarnings({"unchecked","hiding"})
015 public class DIYObjectPool<E> {
016     private  Set<Object> activeSet = Collections.synchronizedSet(newHashSet<Object>());//正在被使用的对象的集合，已被同步
017     private  Set<Object> idleSet = Collections.synchronizedSet(newHashSet<Object>());//空闲的对象的集合，已被同步
018
019     private Integer maxObjetc = 100;//最大对象数，默认值100
020     private Class<E> cls;//对象池 的类,因为java不能 直接使用泛型创建对象   T t = new T();
021     private Object lock = new Object();//线程等待监视器
022
023
024     /**
025      * 构造方法
026      * @param maxObjetc
027      * @param cls
028      */
029     public DIYObjectPool(Integer maxObjetc, Class<E> cls) {
030         this.maxObjetc = maxObjetc;
031         this.cls = cls;
032     }
033
034     /**
035      * 从线程池中取出对象
036      * @param <E>
037      * @return
038      * @throws Exception
039      */
040     public synchronized <E> E borrowObject() throws Exception{
041         Object obj = null;
042         if(idleSet.size()>0){
043             Iterator<Object> iterator = idleSet.iterator();
044             obj = iterator.next();
045         }
046         if(obj != null){
047             idleSet.remove(obj);
048             activeSet.add(obj);
049         }else{
050             int size = activeSet.size()+idleSet.size();
051             if(size>=maxObjetc){
052                 synchronized (lock) {
053                     System.out.println("-----池中无对象，线程等待-----");
054                     lock.wait();
055                 }
056                 return borrowObject();
057             }else{
058                 obj = cls.newInstance();
059                 activeSet.add(obj);
060             }
061         }
062
063         System.out.println("池中总对象数： "+(activeSet.size()+idleSet.size())+" ，使用中："+activeSet.size()+" ，空闲中："+idleSet.size());
064
065         clearObject(obj);//有状态对象恢复默认初始化
066         return (E)obj;
067     }
068
069     /**
070      * 对象使用完毕，返还线程池
071      * @param obj
072      */
073     public void returnObject(Object obj){
074         if(obj != null){
075             activeSet.remove(obj);
076             idleSet.add(obj);
077             synchronized (lock) {
078                 System.out.println("唤醒等待线程");
079                 lock.notify();
080 //              lock.notifyAll();
081             }
082
083         }
084     }
085
086
087     /**
088      * 有状态对象恢复默认初始化
089      * @param obj
090      */
091     public void clearObject(Object obj) throws Exception{
092         Class<?> cls = obj.getClass();
093         Field[] fields = cls.getDeclaredFields();
094         for (Field field : fields) {
095             field.setAccessible(true);
096             field.set(obj, null);
097         }
098     }
099
100
101     public static void main(String[] args) throws Exception {
102         //初始化线程池
103         int max = 1000;
104         DIYObjectPool<Object> pool = new DIYObjectPool<Object>(max,Object.class);
105
106         //自定义运行线程
107         class TestThread extends Thread{
108             DIYObjectPool objectPool;
109
110             public TestThread(DIYObjectPool objectPool) {
111                 this.objectPool = objectPool;
112             }
113
114             @Override
115             public void run() {
116                 try {
117                     Object obj = objectPool.borrowObject();
118                     Thread.sleep(3000);//假设对象被一个线程使用的3秒钟
119                     objectPool.returnObject(obj);
120                 } catch (Exception e) {
121                     e.printStackTrace();
122                 }
123             }
124         }
125
126         //并发max*2个线程
127         max = max*2;
128         for (int i = 0; i < max; i++) {
129             new TestThread(pool).start();
130         }
131     }
132
133 }

不过实际开发中还是借用第三方类库来得好，毕竟自己水平有限     (╯﹏╰)

工厂类

01 package common.pool;
02
03 import org.apache.commons.pool.PoolableObjectFactory;
04
05 @SuppressWarnings({"unchecked"})
06 public class ObjectPoolFactory implements PoolableObjectFactory {
07
08     private Class cls;
09     private static final String INIT_METHOD = "clearObject";//有状态对象恢复初始化的方法
10
11
12     public ObjectPoolFactory(Class cls) {
13         this.cls = cls;
14     }
15
16     public void activateObject(Object arg0) throws Exception {
17         System.out.println("有状态对象恢复初始化");
18         try {
19             cls.getDeclaredMethod(INIT_METHOD).invoke(arg0);//有状态对象恢复初始化
20         } catch (Exception e) {
21         }
22     }
23
24     public void destroyObject(Object arg0) throws Exception {
25
26     }
27
28     public Object makeObject() throws Exception {
29         System.out.println("创建新对象");
30         return cls.newInstance();//创建新对象
31     }
32
33     public void passivateObject(Object arg0) throws Exception {
34
35     }
36
37     public boolean validateObject(Object arg0) {
38         return false;
39     }
40
41 }

对象池

01 package common.pool;
02
03 import org.apache.commons.pool.impl.GenericObjectPool;
04
05
06 @SuppressWarnings({"unchecked"})
07 public class ObjectPool {
08
09     private GenericObjectPool pool;
10
11     public ObjectPool(Class cls) {
12         this.pool = new GenericObjectPool(new ObjectPoolFactory(cls));
13         pool.setMaxActive(2);//最大活动对象
14         pool.setMaxIdle(1);//最大空闲对象
15         pool.setMaxWait(100000);//最大等待时间
16     }
17
18     /**
19      * 池中取出对象
20      * @param <T>
21      * @return
22      */
23     public <T> T borrowObject(){
24         T obj = null