对象池框架 commons pool2 原理与实践

技术分享 1年前 (2025-01-23) 0 999+

当资源对象的创建/销毁比较耗时的场景下，可以通过"池化"技术，达到资源的复用，以此来减少系统的开销、增大系统吞吐量，比如数据库连接池、线程池、Redis 连接池等都是使用的该方式。

Apache Commons Pool 提供了通用对象池的实现，用于管理和复用对象，以提高系统的性能和资源利用率。

1 基础用法

1.1 添加依赖

<dependency>     <groupId>org.apache.commons</groupId>     <artifactId>commons-pool2</artifactId>     <version>2.0</version> </dependency>

1.2 定义对象工厂

PooledObjectFactory 是一个池化对象工厂接口，定义了生成对象、激活对象、钝化对象、销毁对象的方法，如下：

public interface PooledObjectFactory<T> {    /**    * Creates an instance that can be served by the pool and wrap it in a    */   PooledObject<T> makeObject() throws Exception;    /**    * Destroys an instance no longer needed by the pool    */   void destroyObject(PooledObject<T> p) throws Exception;    /**    * Ensures that the instance is safe to be returned by the pool    */   boolean validateObject(PooledObject<T> p);    /**    * Reinitializes an instance to be returned by the pool    */   void activateObject(PooledObject<T> p) throws Exception;      /**    * Uninitializes an instance to be returned to the idle object pool    */   void passivateObject(PooledObject<T> p) throws Exception; }

以下是一个简单的示例：

定义需要池化的对象 MyObject

public class MyObject {      private String uid = UUID.randomUUID().toString();      private volatile boolean valid = true;      public void initialize() {         System.out.println("初始化对象" + uid);         valid = true;     }      public void destroy() {         System.out.println("销毁对象" + uid);         valid = false;     }      public boolean isValid() {         return valid;     }      public String getUid() {         return uid;     }  }

定义对象工厂

public class MyObjectFactory implements PooledObjectFactory<MyObject> {      @Override     public PooledObject<MyObject> makeObject() throws Exception {         // 创建一个新对象         MyObject object = new MyObject();         // 初始化对象         object.initialize();         return new DefaultPooledObject<>(object);     }      @Override     public void destroyObject(PooledObject<MyObject> p) throws Exception {         // 销毁对象         p.getObject().destroy();     }      @Override     public boolean validateObject(PooledObject<MyObject> p) {         return p.getObject().isValid();     }      @Override     public void activateObject(PooledObject<MyObject> p) throws Exception {     }      @Override     public void passivateObject(PooledObject<MyObject> p) throws Exception {     }  }

1.3 配置对象池

创建 GenericObjectPool 对象，并设置相关参数，如最大对象数量、最小空闲对象数量等。

GenericObjectPoolConfig config = new GenericObjectPoolConfig(); config.setMaxTotal(20); config.setMaxIdle(5); config.setTestWhileIdle(true); config.setMinEvictableIdleTimeMillis(60000L); GenericObjectPool<MyObject> pool = new GenericObjectPool<>(new MyObjectFactory(), config);

1.4 借用和归还对象

MyObject myObject = null; try {     myObject = pool.borrowObject();     System.out.println("get对象" + myObject.getUid() +  " thread:" + Thread.*currentThread*().getName()); } catch (Exception e) {     e.printStackTrace(); } finally {     try {         if (myObject != null) {             pool.returnObject(myObject);         }     } catch (Exception e) {         e.printStackTrace();     } }

2 Jedis 连接池

Jedis 是一个 Java 语言的 Redis 客户端库。它提供了一组易于使用的 API，可以用来连接和操作 Redis 数据库。

它的内部使用 Commons Pool 来管理 Redis 连接，我们使用 jedis 3.3.0 版本写一个简单的示例。

public class JedisMain {     public static void main(String[] args) throws Exception{         // 创建连接池配置         JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();         config.setMaxTotal(100);         config.setMaxIdle(20);         // 创建连接池         JedisPool pool = new JedisPool(config, "localhost", 6379);         // 获取连接         Jedis jedis = pool.getResource();         jedis.set("hello" , "张勇");         // 使用连接         String value = jedis.get("hello");         System.out.println(value);         // 归还连接         jedis.close();         // 关闭连接池         // pool.close();         Thread.sleep(5000);     } }

如下图，JedisFactory 实现了对象工厂，实现了创建对象、销毁对象、验证对象、激活对象四个方法。

比如验证对象方法，逻辑是调用 Jedis 的 ping 方法，判断该连接是否存活。

3 原理解析

我们重点解析 GenericObjectPool 类的原理。

3.1 初始化

public GenericObjectPool(             final PooledObjectFactory<T> factory,             final GenericObjectPoolConfig<T> config) {      super(config, ONAME_BASE, config.getJmxNamePrefix());      if (factory == null) {           jmxUnregister(); // tidy up           throw new IllegalArgumentException("factory may not be null");      }      this.factory = factory;      idleObjects = new LinkedBlockingDeque<>(config.getFairness());      setConfig(config);  }   private final Map<IdentityWrapper<T>, PooledObject<T>> allObjects =         new ConcurrentHashMap<>();

初始化做三件事情：