Java对象池技术的原理及其实现

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　　　　　　　　　　　推荐：EJB 3.0 开发指南　　摘 要 本文在分析对象池技术基本原理的基础上，给出了对象池技术的两种实现方式。还指出了使用对象池技术时所应注意的问题。　　关键词 对象池；对象池技术；Java 对象；性能 　　Java对象的生命周期分析　　Java对象的生命周期大致包括三个阶段：对象的创建，对象的使用，对象的清除。因此，对象的生命周期长度可用如下的表达式表示：T = T1 T2 T3。其中T1表示对象的创建时间，T2表示对象的使用时间，而T3则表示其清除时间。由此，我们可以看出，只有T2是真正有效的时间，而T1、T3则是对象本身的开销。下面再看看T1、T3在对象的整个生命周期中所占的比例。　　我们知道，Java对象是通过构造函数来创建的，在这一过程中，该构造函数链中的所有构造函数也都会被自动调用。另外，默认情况下，调用类的构造函数时，Java会把变量初始化成确定的值：所有的对象被设置成null，整数变量（byte、short、int、long）设置成0，float和double变量设置成0.0，逻辑值设置成false。所以用new关键字来新建一个对象的时间开销是很大的，如表1所示。　　表1 一些操作所耗费时间的对照表 运算操作 示例 标准化时间 本地赋值 i = n 1.0 实例赋值 this.i = n 1.2 方法调用 Funct() 5.9 新建对象 New Object() 980 新建数组 New int[10] 3100 　　从表1可以看出，新建一个对象需要980个单位的时间，是本地赋值时间的980倍，是方法调用时间的166倍，而若新建一个数组所花费的时间就更多了。　　再看清除对象的过程。我们知道，Java语言的一个优势，就是Java程序员勿需再像C/C 程序员那样，显式地释放对象，而由称为垃圾收集器（Garbage Collector）的自动内存管理系统，定时或在内存凸现出不足时，自动回收垃圾对象所占的内存。凡事有利总也有弊，这虽然为Java程序设计者提供了极大的方便，但同时它也带来了较大的性能开销。这种开销包括两方面，首先是对象管理开销，GC为了能够正确释放对象，它必须监控每一个对象的运行状态，包括对象的申请、引用、被引用、赋值等。其次，在GC开始回收“垃圾”对象时，系统会暂停应用程序的执行，而独自占用CPU。　　因此，如果要改善应用程序的性能，一方面应尽量减少创建新对象的次数；同时，还应尽量减少T1、T3的时间，而这些均可以通过对象池技术来实现。　　对象池技术的基本原理　　对象池技术基本原理的核心有两点：缓存和共享，即对于那些被频繁使用的对象，在使用完后，不立即将它们释放，而是将它们缓存起来，以供后续的应用程序重复使用，从而减少创建对象和释放对象的次数，进而改善应用程序的性能。事实上，由于对象池技术将对象限制在一定的数量，也有效地减少了应用程序内存上的开销。　　实现一个对象池，一般会涉及到如下的类：　　1）对象池工厂（ObjectPoolFactory）类　　该类主要用于管理相同类型和设置的对象池（ObjectPool），它一般包含如下两个方法：　　·createPool：用于创建特定类型和设置的对象池；　　·destroyPool：用于释放指定的对象池；　　同时为保证ObjectPoolFactory的单一实例，可以采用Singleton设计模式，见下述getInstance方法的实现： public static ObjectPoolFactory getInstance() {　if (poolFactory == null) {　　poolFactory = new ObjectPoolFactory();　}　return poolFactory;}　　2）参数对象（ParameterObject）类　　该类主要用于封装所创建对象池的一些属性参数，如池中可存放对象的数目的最大值（maxCount）、最小值（minCount）等。　　3）对象池（ObjectPool）类　　用于管理要被池化对象的借出和归还，并通知PoolableObjectFactory完成相应的工作。它一般包含如下两个方法：　　　·getObject：用于从池中借出对象；　　　·returnObject：将池化对象返回到池中，并通知所有处于等待状态的线程；　　4）池化对象工厂（PoolableObjectFactory）类　　该类主要负责管理池化对象的生命周期，就简单来说，一般包括对象的创建及销毁。该类同ObjectPoolFactory一样，也可将其实现为单实例。共3页。 1 2 3 : 　　　　　　　　　　　推荐：EJB 3.0 开发指南　　摘 要 本文在分析对象池技术基本原理的基础上，给出了对象池技术的两种实现方式。还指出了使用对象池技术时所应注意的问题。　　关键词 对象池；对象池技术；Java 对象；性能 　　Java对象的生命周期分析　　Java对象的生命周期大致包括三个阶段：对象的创建，对象的使用，对象的清除。因此，对象的生命周期长度可用如下的表达式表示：T = T1 T2 T3。其中T1表示对象的创建时间，T2表示对象的使用时间，而T3则表示其清除时间。由此，我们可以看出，只有T2是真正有效的时间，而T1、T3则是对象本身的开销。下面再看看T1、T3在对象的整个生命周期中所占的比例。　　我们知道，Java对象是通过构造函数来创建的，在这一过程中，该构造函数链中的所有构造函数也都会被自动调用。另外，默认情况下，调用类的构造函数时，Java会把变量初始化成确定的值：所有的对象被设置成null，整数变量（byte、short、int、long）设置成0，float和double变量设置成0.0，逻辑值设置成false。所以用new关键字来新建一个对象的时间开销是很大的，如表1所示。　　表1 一些操作所耗费时间的对照表 运算操作 示例 标准化时间 本地赋值 i = n 1.0 实例赋值 this.i = n 1.2 方法调用 Funct() 5.9 新建对象 New Object() 980 新建数组 New int[10] 3100 　　从表1可以看出，新建一个对象需要980个单位的时间，是本地赋值时间的980倍，是方法调用时间的166倍，而若新建一个数组所花费的时间就更多了。　　再看清除对象的过程。我们知道，Java语言的一个优势，就是Java程序员勿需再像C/C 程序员那样，显式地释放对象，而由称为垃圾收集器（Garbage Collector）的自动内存管理系统，定时或在内存凸现出不足时，自动回收垃圾对象所占的内存。凡事有利总也有弊，这虽然为Java程序设计者提供了极大的方便，但同时它也带来了较大的性能开销。这种开销包括两方面，首先是对象管理开销，GC为了能够正确释放对象，它必须监控每一个对象的运行状态，包括对象的申请、引用、被引用、赋值等。其次，在GC开始回收“垃圾”对象时，系统会暂停应用程序的执行，而独自占用CPU。　　因此，如果要改善应用程序的性能，一方面应尽量减少创建新对象的次数；同时，还应尽量减少T1、T3的时间，而这些均可以通过对象池技术来实现。　　对象池技术的基本原理　　对象池技术基本原理的核心有两点：缓存和共享，即对于那些被频繁使用的对象，在使用完后，不立即将它们释放，而是将它们缓存起来，以供后续的应用程序重复使用，从而减少创建对象和释放对象的次数，进而改善应用程序的性能。事实上，由于对象池技术将对象限制在一定的数量，也有效地减少了应用程序内存上的开销。　　实现一个对象池，一般会涉及到如下的类：　　1）对象池工厂（ObjectPoolFactory）类　　该类主要用于管理相同类型和设置的对象池（ObjectPool），它一般包含如下两个方法：　　·createPool：用于创建特定类型和设置的对象池；　　·destroyPool：用于释放指定的对象池；　　同时为保证ObjectPoolFactory的单一实例，可以采用Singleton设计模式，见下述getInstance方法的实现： public static ObjectPoolFactory getInstance() {　if (poolFactory == null) {　　poolFactory = new ObjectPoolFactory();　}　return poolFactory;}　　2）参数对象（ParameterObject）类　　该类主要用于封装所创建对象池的一些属性参数，如池中可存放对象的数目的最大值（maxCount）、最小值（minCount）等。　　3）对象池（ObjectPool）类　　用于管理要被池化对象的借出和归还，并通知PoolableObjectFactory完成相应的工作。它一般包含如下两个方法：　　　·getObject：用于从池中借出对象；　　　·returnObject：将池化对象返回到池中，并通知所有处于等待状态的线程；　　4）池化对象工厂（PoolableObjectFactory）类　　该类主要负责管理池化对象的生命周期，就简单来说，一般包括对象的创建及销毁。该类同ObjectPoolFactory一样，也可将其实现为单实例。共3页。 1 2 3 : 下载本文示例代码


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