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对象池技术的原理及其实现(1)
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 1 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、shrt、int、lng)设置成0,flat和duble变量设置成0.0,逻辑值设置成false。所以用ne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 Funt() 5.9
新建对象 Ne bjet() 980
新建数组 Ne 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/++程序员那样,显式地释放对象,而由称为垃圾收集器(Garbage lletr)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,G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G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PU。 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。 2 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(bjetPlFatry)类 该类主要用于管理相同类型和设置的对象池(bjetPl),它一般包含如下两个方法: ·reatePl:用于创建特定类型和设置的对象池; ·destryPl:用于释放指定的对象池; 同时为保证bjetPlFatry的单一实例,可以采用Singletn设计模式,见下述getInstane方法的实现: publi stati bjetPlFatry getInstane() { if (plFatry == null) { plFatry = ne bjetPlFatry(); } return plFatry; } 2)参数对象(Paraeterbjet)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(axunt)、最小值(inunt)等。 3)对象池(bjetPl)类 用于管理要被池化对象的借出和归还,并通知PlablebjetFatry完成相应的工作。它一般包含如下两个方法: ·getbjet:用于从池中借出对象; ·returnbjet: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(PlablebjetFatry)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bjetPlFatry一样,也可将其实现为单实例。 3 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lass类型在对象池之外指定,即在bjetPlFatry类创建对象池时,动态指定该对象池所池化对象的lass类型,其实现代码如下: . . . publi bjetPl reatePl(Paraeterbjet parabj, lass lsType) { return ne bjetPl(parabj, lsType); } . . . 其中,parabj参数用于指定对象池的特征属性,lsType参数则指定了该对象池所存放对象的类型。对象池(bjetPl)创建以后,下面就是利用它来管理对象了,具体实现如下: publi lass bjetPl { private Paraeterbjet parabj;//该对象池的属性参数对象 private lass lsType;//该对象池中所存放对象的类型 private int urrentNu = 0; //该对象池当前已创建的对象数目 private bjet urrentbj;//该对象池当前可以借出的对象 private Vetr pl;//用于存放对象的池 publi bjetPl(Paraeterbjet parabj, lass lsType) { this.parabj = parabj; this.lsType = lsType; pl = ne Vetr(); } publi bjet getbjet() { if (pl.size() <= parabj.getinunt()) { if (urrentNu <= parabj.getaxunt()) { //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 //PlbjetFatry创建一个新的对象 PlablebjetFatry bjFatry = PlablebjetFatry.getInstane(); urrentbj = bjFatry.reate bjet (lsType); urrentNu++; } 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 synhrnized (this) { try { ait(); } ath (InterruptedExeptin e) { Syste.ut.println(e.getessage());

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对象池技术的原理及其实现(1)

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 1 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
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