`
Trader
  • 浏览: 8592 次
  • 性别: Icon_minigender_1
  • 来自: 西安
最近访客 更多访客>>
社区版块
存档分类
最新评论

Java对象池

    博客分类:
  • Java
阅读更多
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。
  通用对象池的实现
  对象池的构造和管理可以按照多种方式实现。最灵活的方式是将池化对象的Class类型在对象池之外指定,即在ObjectPoolFactory类创建对象池时,动态指定该对象池所池化对象的Class类型,其实现代码如下:
. . .
public ObjectPool createPool(ParameterObject paraObj,Class clsType) {
  return new ObjectPool(paraObj, clsType);
}
  . . .


其中,paraObj参数用于指定对象池的特征属性,clsType参数则指定了该对象池所存放对象的类型。对象池(ObjectPool)创建以后,下面就是利用它来管理对象了,具体实现如下:
public class ObjectPool {
  private ParameterObject paraObj;//该对象池的属性参数对象

  private Class clsType;//该对象池中所存放对象的类型

  private int currentNum = 0; //该对象池当前已创建的对象数目

  private Object currentObj;//该对象池当前可以借出的对象

  private Vector pool;//用于存放对象的池

  public ObjectPool(ParameterObject paraObj, Class clsType) {
  this.paraObj = paraObj;
  this.clsType = clsType;
  pool = new Vector();
  }
  public Object getObject() {
  if (pool.size() < = paraObj.getMinCount()) {
  if (currentNum < = paraObj.getMaxCount()) {
  //如果当前池中无对象可用,而且已创建的对象数目小于所限制的最大值,就利用
  //PoolObjectFactory创建一个新的对象

  PoolableObjectFactory objFactory =PoolableObjectFactory.getInstance();
  currentObj = objFactory.create Object (clsType);
  currentNum++;
  } else {
  //如果当前池中无对象可用,而且所创建的对象数目已达到所限制的最大值,
  //就只能等待其它线程返回对象到池中

  synchronized (this) {
  try {
       wait();
  } catch (InterruptedException e) {
  System.out.println(e.getMessage());
  e.printStackTrace();
  }
  currentObj = pool.firstElement();
  }
  }
  } else {
  //如果当前池中有可用的对象,就直接从池中取出对象

  currentObj = pool.firstElement();
  }
  return currentObj;
  }
  public void returnObject(Object obj) {
  // 确保对象具有正确的类型

  if (obj.isInstance(clsType)) {
  pool.addElement(obj);
  synchronized (this) {
  notifyAll();
  }
  } else {
  throw new IllegalArgumentException( "该对象池不能存放指定的对象类型");
  }
 }
}


从上述代码可以看出,ObjectPool利用一个java.util.Vector作为可扩展的对象池,并通过它的构造函数来指定池化对象的 Class类型及对象池的一些属性。在有对象返回到对象池时,它将检查对象的类型是否正确。当对象池里不再有可用对象时,它或者等待已被使用的池化对象返 回池中,或者创建一个新的对象实例。不过,新对象实例的创建并不在ObjectPool类中,而是由PoolableObjectFactory类的 createObject方法来完成的,具体实现如下:
 . . .
  public Object createObject(Class clsType) {
  Object obj = null;
  try {
  obj = clsType.newInstance();
  } catch (Exception e) {
  e.printStackTrace();
  }
  return obj;
  }
  . . .
  这样,通用对象池的实现就算完成了,下面再看看客户端(Client)如何来使用它,假定池化对象的Class类型

为StringBuffer:
  . . .
  //创建对象池工厂

  ObjectPoolFactory poolFactory = ObjectPoolFactory. getInstance ();
  //定义所创建对象池的属性

  ParameterObject paraObj = new ParameterObject(2,1);
  //利用对象池工厂,创建一个存放StringBuffer类型对象的对象池

  ObjectPool pool = poolFactory.createPool(paraObj,String Buffer.class);
  //从池中取出一个StringBuffer对象

  StringBuffer buffer = (StringBuffer)pool.getObject();
  //使用从池中取出的StringBuffer对象

  buffer.append("hello");
  System.out.println(buffer.toString());
  . . .

可以看出,通用对象池使用起来还是很方便的,不仅可以方便地避免频繁创建对象的开销,而且通用程度高。但遗憾的是,由于需要使用大量的类型定型 (cast)操作,再加上一些对Vector类的同步操作,使得它在某些情况下对性能的改进非常有限,尤其对那些创建周期比较短的对象。
  专用对象池的实现
  由于通用对象池的管理开销比较大,某种程度上抵消了重用对象所带来的大部分优势。为解决该问题,可以采用专用对象池的方法。即对象池所池化对象的 Class类型不是动态指定的,而是预先就已指定。这样,它在实现上也会较通用对象池简单些,可以不要ObjectPoolFactory和 PoolableObjectFactory类,而将它们的功能直接融合到ObjectPool类,具体如下(假定被池化对象的Class类型仍为 StringBuffer,而用省略号表示的地方,表示代码同通用对象池的实现):
public class ObjectPool {
  private ParameterObject paraObj;//该对象池的属性参数对象

  private int currentNum = 0; //该对象池当前已创建的对象数目

  private StringBuffer currentObj;//该对象池当前可以借出的对象

  private Vector pool;//用于存放对象的池

  public ObjectPool(ParameterObject paraObj) {
  this.paraObj = paraObj;
  pool = new Vector();
  }
  public StringBuffer getObject() {
  if (pool.size() < = paraObj.getMinCount()) {
  if (currentNum < = paraObj.getMaxCount()) {
  currentObj = new StringBuffer();
  currentNum++;
  }
  . . .
  }
  return currentObj;
  }
  public void returnObject(Object obj) {
  // 确保对象具有正确的类型

  if (StringBuffer.isInstance(obj)) {
  . . .
  }
}

结束语
  恰当地使用对象池技术,能有效地改善应用程序的性能。目前,对象池技术已得到广泛的应用,如对于网络和数据库连接这类重量级的对象,一般都会采用对象池技术。但在使用对象池技术时也要注意如下问题:
  •并非任何情况下都适合采用对象池技术。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,才适合采用对象池技术。而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为佳,以保持代码的简明。
  •要根据具体情况正确选择对象池的实现方式。如果是创建一个公用的对象池技术实现包,或需要在程序中动态指定所池化对象的Class类型时,才选择通用对象池。而大部分情况下,采用专用对象池就可以了。
分享到:
评论

相关推荐

    Java对象池实现源码

    本篇文章将深入探讨Java对象池的实现原理,以及如何借鉴"Jakarta Commons Pool"组件来设计一个轻量级的对象池。 一、对象池的基本概念 对象池的基本工作流程包括以下几个步骤: 1. 初始化:预创建一定数量的对象并...

    Java对象池技术的原理

    ### Java对象池技术的原理 在Java开发领域中,对象池技术是一种常用的设计模式,用于管理可重用的对象集合,从而提高系统性能并减少资源消耗。本文将详细探讨Java对象池技术的基本原理及其具体实现方式。 #### ...

    Java对象池技术的原理及其实现

    ### Java对象池技术的原理及其实现 #### 一、对象池的概念与作用 对象池是一种软件设计模式,主要用于管理那些频繁创建与销毁且代价较高的对象。通过预先创建一定数量的对象,并将其保存在一个集合(通常称为池)...

    关于java对象池的例子代码

    Java对象池是一种优化资源管理的技术,它通过复用已经创建并初始化过的对象,避免了频繁地创建和销毁对象带来的性能开销。在Java中,对象池通常用于数据库连接、线程、Socket等昂贵资源的管理。下面我们将深入探讨...

    Java对象池策略及其性能的研究.pdf

    "Java对象池策略及其性能的研究" Java对象池策略是指当对象池内的对象数量已经达到上限,但有新的对象要加入时,需按照某种算法从对象池选择一个删除,以便添加新的对象。常用的策略有LRU策略、轮询策略和随机策略...

    基于java的对象池实现.zip

    通过上述步骤,我们已经实现了一个基本的Java对象池。然而,这只是一个简化的示例,实际应用中可能需要考虑更多的因素,如对象的公平分配、超时回收、对象状态检查等。例如,Apache Commons Pool2库提供了一套完整的...

    BeeOP:高性能Java对象池

    BeeOP:轻便的高性能Java对象池MavenartifactId(Java7) &lt; dependency&gt; &lt; groupId&gt;com.github.chris2018998&lt;/ groupId&gt; &lt; artifactId&gt;beeop&lt;/ artifactId&gt; &lt; version&gt;0.7&lt;/ version&gt;&lt;/ dependency&gt;表现一百万次...

    基于Java的对象池管理系统.zip

    基于Java的对象池管理系统 项目简介 本项目是一个基于Java的对象池管理系统,旨在通过对象池技术减少频繁创建和销毁对象所带来的开销,从而提高系统性能和资源利用率。对象池技术允许在需要时从池中获取已存在的...

    高效的,固定大小的对象池

    在计算机科学和编程领域,对象池是一种内存管理策略,它预先创建并维护一组对象,以供重复使用,而不是每次需要时都创建新对象。这种方式可以显著提高程序性能,特别是对于那些生命周期短暂但创建成本较高的对象。...

    工厂设计模式附加对象池说明

    本资源包含两部分:工厂设计模式和对象池的设计与实现,主要面向Java开发者。 首先,我们来深入理解工厂设计模式。工厂模式是一种创建型设计模式,它提供了一种创建对象的最佳方式,而无需暴露创建逻辑,同时允许...

    线程池与对象池的融合

    这是一个很简单的实现啦对象池与线程池的融合,方法的主要参数,线程池大小、对象池大小、对象的创建工厂(继承接口自己实现),执行时传入方面名称即可。(invoke方法第一个为参数为方法名,第二是可变参数(及方法...

    举例讲解Java设计模式中的对象池模式编程

    - **Stack**:使用Java的Stack类作为对象池,它是一个基于链表的后进先出(LIFO)数据结构,非常适合用于对象池,因为获取和归还对象的操作都与栈操作类似。 - **initalPool**:初始化对象池的方法,根据配置参数`...

    stormpot:JVM的快速对象池

    Stormpot是Java的对象池库。 用它来回收创建成本很高的对象。 该库将负责在后台创建和销毁您的对象。 Stormpot非常成熟,已在生产中使用,并且已经在测试中完成了数百万亿[ ]个声明发布周期。 它比任何竞争池都更...

    java设计模式之实现对象池模式示例分享

    对象池模式是一种设计模式,它在Java编程中用于管理和重用昂贵资源,如数据库连接、线程或网络套接字,以减少系统性能开销。当频繁创建和销毁这些资源时,对象池模式能显著提高效率。在描述的示例中,我们看到一个...

    Java--pool-technology.rar_theory

    Java对象池技术是一种优化资源管理的方法,主要用于减少创建和销毁对象的开销,尤其是在频繁创建和销毁对象的应用场景中。其基本思想是预先创建并维护一组可重用的对象,当程序需要一个对象时,可以从池中获取,而...

    探讨Java的对象是怎么在内存中产生的?

    本文将详细探讨Java对象在JVM中的创建过程以及其内存布局,帮助读者更深入地理解Java对象是如何在内存中产生的。 #### 二、对象的创建 Java对象是由类实例化的结果,当我们使用`new`关键字创建一个对象时,实际上...

    java连接池实例.doc

    ### Java连接池实例知识点解析 #### 一、Java连接池概念 在Java应用程序中,数据库连接是宝贵的资源。每一个数据库连接都需要消耗系统资源,并且频繁地创建和销毁连接会导致性能下降。因此,为了提高应用程序的效率...

    对象池

    这个压缩包包含三个文件:`ObjectPool.java`、`Test.java`和`TestObject.java`,分别代表了对象池的实现、测试类以及一个用于测试的对象类。 `ObjectPool.java` 文件很可能实现了对象池的基本逻辑。它可能包括以下...

    Integer创建对象

    在这个问题中,我们关注的是`Integer`类的创建,以及Java对象池机制对性能的影响。让我们深入探讨一下。 首先,`Integer`是Java中的一个包装类,用于封装基本类型`int`。Java提供了八种基本类型的包装类,包括`...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics