Commons Pool处理对象池化分析（1）

参考：

http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/l-common-pool/

http://www.blogjava.net/changedi/archive/2011/05/06/349665.html

对象池化技术:

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）。

为什么要使用池化技术：

有时候初始化一些对象可以能会消耗很多的时间，比如对数据库的操作需要 ：

1、和数据库建立连接

2、对数据进行查询

3、和数据库断开连接

一般情况下数据库和java程序都不在一台机器上，这个时候需要通过网络来访问，建立连接消耗的时间比较长，如果每次查询都需要重新建立连接，不仅服务器压力最大，

而且对于用户来说，过慢的访问速度大大影响了体验效果。

这个时候就需要使用池化技术来加快访问速度，原理：在系统启动的时候建立若干个数据库连接的对象并且保存起来（若干的概念就引申为“池”可以是List等），某个用户需要对数据库操作的时候直接在这个“池”里面拿到一个连接对象，待操作完成之后，将这个连接归还给“池”。这样一来程序和数据库建立连接对象的时间交给了系统启动，完成之后不直接销毁而是放回原处，这样用户和数据库建立连接的过程，转变为了从“池”里面拿放的过程，大大提供了服务器效率，从而增强了用户体验。

使用commons-pool实现连接池：

下载地址：http://commons.apache.org/pool/

Commons-Pool 提供了通用对象池接口，一个用于创建模块化对象池的工具包，以及通常的对象池实

• 所含包数：2个（org.apache.commons.pool和org.apache.commons.pool.impl）
• 所含类数：21个（其中有4个抽象类和6个接口）

如果使用池化技术的话一般涉及到如下几个接口：

PoolableObjectFactory、ObjectPool和ObjectPoolFactory

在Pool组件中，对象池化的工作被划分给了三类对象：

• PoolableObjectFactory用于管理被池化的对象的产生、激活、挂起、校验和销毁；
• ObjectPool用于管理要被池化的对象的借出和归还，并通知PoolableObjectFactory完成相应的工作；
• ObjectPoolFactory则用于大量生成相同类型和设置的ObjectPool。

相应地，使用Pool组件的过程，也大体可以划分成“创立PoolableObjectFactory”、“使用ObjectPool”和可选的“利用ObjectPoolFactory”三种动作。

举个实际点的例子说明 这几个类之间的关系，电脑向手机、移动硬盘等移动设备复制文件，这些移动产品最终都是通过统一的usb接口跟电脑连接，可见和电脑相连的那一端接口是统一，只不过和不同设备连接的那一端不同而已，因此各大移动设备厂商只要保证和电脑连接的那端接口是统一就行，至于和各种移动设备连接的那一段是什么口都不要紧，这个做好了电脑就可以对移动设备的存储空间进行操作了，怎么操作是电脑的事情和移动设备无关。

PoolableObjectFactory相当于和电脑连接的那一端usb，各大移动厂商根据自己设备的特点实现PoolableObjectFactory接口里面的方法就可以和电脑连接了，而ObjectPool相当于电脑，将PoolableObjectFactory的实例放在里面，电脑就可以操作移动设备了。

同理比如一个Bean需要使用池化技术来管理，对于这个Bean对象只要实现PoolableObjectFactory接口，而具体怎么去产生、激活、挂起、校验和销毁,的操作是这个Bean对象自己的业务。

将PoolableObjectFactory接口的引用放在ObjectPool里面（一般在实例化ObjectPool或者通过ObjectPool的setFactory方法将其设置进去），由此可知这个对象实际上是用来管理被池化对象的（对象借出和归还），相当于电脑管理移动设备一样。

被池化的对象是通过实现PoolableObjectFactory来完成的，如果需要生成大量相同设置和类型的ObjectPool（相当于生产电脑）最好是用ObjectPoolFactory工厂来创建。

最简单池化技术的使用：

1、创建一个实现了PoolableObjectFactory接口的类PoolableObjectFactorySample被池化对象是StringBuilder。 

public class PoolableObjectFactorySample implements PoolableObjectFactory<StringBuilder>  {private static int counter = 0;/** * 这个方法用于在必要时产生新的对象 */public StringBuilder makeObject() throws Exception {StringBuilder obj = new StringBuilder();obj.append(counter++);System.err.println("Making Object " + obj.toString());return obj;}/** * 这个方法用于销毁被validateObject判定为已失效的对象 */public void destroyObject(StringBuilder obj) throws Exception {    System.err.println("Destroying Object " + obj);}/** * 这个方法用于校验一个具体的对象是否仍然有效，已失效的对象会被自动交给destroyObject方法销毁 */public boolean validateObject(StringBuilder obj) {/* 以1/2的概率将对象判定为失效 */boolean result = (Math.random() > 0.5);System.err.println("Validating Object " + obj + " : " + result);return result;}/** * 这个方法用于将对象“激活”――设置为适合开始使用的状态 */public void activateObject(StringBuilder obj) throws Exception {System.err.println("Activating Object " + obj);}/** * 这个方法用于将对象“挂起”――设置为适合开始休眠的状态 */public void passivateObject(StringBuilder obj) throws Exception {System.err.println("Passivating Object " + obj);}}

PoolableObjectFactory 包括

创建 T makeObject() 池化对象。销毁 destroyObject(T obj)池化对象。验证 boolean validateObject(T obj)池化对象。激活void activateObject(T obj)池化对象

2、开始池化：

public class ObjectPoolSample {/** * @param args */public static void main(String[] args) {// 生成一个要PoolableObjectFactory类的实例PoolableObjectFactory<StringBuilder> factory = new PoolableObjectFactorySample();// 利用这个PoolableObjectFactory实例为参数，//生成一个实现了ObjectPool接口的类（例如StackObjectPool）的实例，作为对象池ObjectPool<StringBuilder> pool = new StackObjectPool<StringBuilder>(factory);                 //使用StackObjectPool工厂来实现                //ObjectPoolFactory poolFactory = new StackObjectPoolFactory(factory);                //ObjectPool pool = poolFactory.createPool();StringBuilder obj = null;try {for (long i = 0; i < 100; i++) {   System.out.println("== " + i + " ==");// 需要从对象池中取出对象时，调用该对象池的Object borrowObject()方法。obj = pool.borrowObject();System.out.println(obj.toString());if((i&1)==0)// 需要将对象放回对象池中时，调用该对象池的void returnObject(Object obj)方法pool.returnObject(obj); System.out.println(obj);}obj = null;// 明确地设为null，作为对象已归还的标志// 当不再需要使用一个对象池时，调用该对象池的void close()方法，释放它所占据的资源。} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {try {if (obj != null) {// 避免将一个对象归还两次pool.returnObject(obj);}pool.close();} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}}}}

StackObjectPool实现了ObjectPool接口，是系统默认定义里面保存所有池化了的对象，用Stack（堆）来存储，主要方法：

T borrowObject()从池中获取一个对象。void returnObject(T obj) 将使用了的对象放入池中。void invalidateObject(T obj) 销毁某个对象。void close()来关闭不再需要的对象池void clear()来清空池中的对象。int getNumActive()来查询已借出的对象数。int getNumIdle()来查询正在休眠的对象数。void setFactory(PoolableObjectFactory factory)来设置要用的PoolableObjectFactory实例

很多时候我们不需要实现PoolableObjectFactory接口里面的所有方法， 幸好系统提供了  BasePoolableObjectFactory我们只需要继承就行了，根据具体情况编写代码。

例如：

public class BasePoolableObjectFactorySample extends BasePoolableObjectFactory {private int counter = 0;public Object makeObject() throws Exception {return String.valueOf(counter++);}}

我们只需要实现makeObject方法。

UML图

根据设计模式来考虑：

PoolableObjectFactory相当于产品的工厂，负责产品的细节部分。

而ObjectPool相当于管理在PoolableObjectFactory中生产出来的产品
而ObjectPoolFactory就是生产管理者的工厂。

与此对应这些接口有的有抽象的类：

PoolableObjectFactory------BasePoolableObjectFactory

ObjectPool---------------------BaseObjectPool

如果就存储接口来讲应该包括：数组、链表、键值对。

UML图如下：

而键值对的结构：