您的位置：首页 > 移动开发 > Objective-C

.NET Core 3. aec 0之深入源码理解ObjectPool（一）

2019-10-14 11:04 1866 查看

写在前面

对象池是一种比较常用的提高系统性能的软件设计模式，它维护了一系列相关对象列表的容器对象，这些对象可以随时重复使用，对象池节省了频繁创建对象的开销。

它使用取用/归还-重复取用的操作模式，如下图所示：

本文将主要介绍对象池的基本概念、对象池的优势及其工作机制，下一篇文档将从源码角度介绍.NETCore3.0是如何实现对象池的。

对象池基础

对象池的基本概念

对象池的核心概念是容器，其表示形式可以认为是列表。每当有新的对象创建请求进入时，都会通过从池中分配一个对象来满足该请求。当我们需要获取某个对象时，可以从池中获取。既然有了对象池，那么也就很方便我们就很容易建立起对象的管理与追踪了了。

对象池的优势

我们知道一旦应用程序启动并运行，内存使用就会受到系统所需对象的数量和大小的影响。

我们知道创建一个对象的实例，是需要消耗一定的系统资源，尤其是该对象的构造十分复杂的时候，再加上需要频繁创建的时候，其实例化所消耗的资源更加昂贵。如果我们能有一种办法减少这种昂贵的系统开销，这对系统性能的提升是十分有帮助的。

对象池理念的出现，有助于我们解决复杂对象的重复创建所引发的资源开销问题。对象存储在某种类型的列表或者说数组中，我们可以和获取数组中的子项一样获取已经存在在对象池中的对象。

对象池的最大优点是，它可以自主管理内部已经创建的对象，包括回收和重复使用对象。程序在使用完某个对象后，会将其发还至对象池，而不是在内存中销毁他们。

对象池通过资源的分配，因而也就减少了应用程序所需的垃圾回收数量。这对于需要频繁创建同一对象的功能来说，对象池最大程度地减少了系统资源的消耗。

简单来说，对象池的设计目标就是要使对象可以得到重复使用，而不是被垃圾回收器回收。

对象池的工作机制

当客户端程序需要某个对象时，对象池首先尝试提供一个已经创建的对象。如果没有可用的对象，则会创建一个新对象。这类似于一个GetOrAdd的操作​。同时对象池中对象的数量就会减少，直到该对象已经使用完，那么它就会被放回到对象池池中以等待使用。这就是为什么对象池有助于重用性、并减少了在获取对象时创建对象所涉及的开销的原因。

另外，需要注意的是，只要池中至少有一个对象，该池就会一直保留在内存中。只要对象池还在，里面的对象也会一直存在。

当对象池用于并发操作时，需要确保对象池是线程安全的，而且其本身还要有很高的性能。

ConcurrentBag对象池解决方案

这个解决方案来自于MSDN，ConcurrentBag<T>用于存储对象，因为它支持快速插入和删除，尤其是在同一线程同时添加和删除项目时。该示例可以进一步扩展为围绕IProducerConsumerCollection<T>构建，该数据由bag数据结构实现，ConcurrentQueue<T>和ConcurrentStack<T>也是如此。

usingSystem;
[code]usingSystem.Collections.Concurrent; 
usingSystem.Threading;
usingSystem.Threading.Tasks;
 
 
namespaceObjectPoolExample
{
publicclassObjectPool<T>
{
privateConcurrentBag<T>_objects;
privateFunc<T>_objectGenerator;
 
publicObjectPool(Func<T>objectGenerator)
{
if(objectGenerator==null)thrownewArgumentNullException("objectGenerator");
_objects=newConcurrentBag<T>();
_objectGenerator=objectGenerator;
}
 
publicTGetObject()
{
Titem;
if(_objects.TryTake(outitem))returnitem;
return_objectGenerator();
}
 
publicvoidPutObject(Titem)
{
_objects.Add(item);
}
}
 
classProgram
{
staticvoidMain(string[]args)
20bc 
{
CancellationTokenSourcects=newCancellationTokenSource();
 
//Createanopportunityfortheusertocancel.
Task.Run(()=>
{
if(Console.ReadKey().KeyChar=='c'||Console.ReadKey().KeyChar=='C')
cts.Cancel();
});
 
ObjectPool<MyClass>pool=newObjectPool<MyClass>(()=>newMyClass());
 
//CreateahighdemandforMyClassobjects.
Parallel.For(0,1000000,(i,loopState)=>
{
MyClassmc=pool.GetObject();
Console.CursorLeft=0;
//Thisisthebottleneckinourapplication.Allthreadsinthisloop
//mustserializetheiraccesstothestaticConsoleclass.
Console.WriteLine("{0:####.####}",mc.GetValue(i));


pool.PutObject(mc);


if(cts.Token.IsCancellationRequested)


loopState.Stop();




});


Console.WriteLine("PresstheEnterkeytoexit.");


Console.ReadLine();


cts.Dispose();


}


 


}


 


//Atoyclassthatrequiressomeresourcestocreate.


//Youcanexperimentheretomeasuretheperformanceofthe


//objectpoolvs.ordinaryinstantiation.


classMyClass


{


publicint[]Nums{get;set;}


publicdoubleGetValue(longi)


{


returnMath.Sqrt(Nums[i]);


}


publicMyClass()


{


Nums=newint[1000000];


Randomrand=newRandom();


for(inti=0;i<Nums.Length;i++)


Nums[i]=rand.Next();


}


}


}

参考链接：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/standard/collections/thread-safe/how-to-create-an-object-pool

[/code]
                                            

                                        

                        
                        内容来自用户分享和网络整理，不保证内容的准确性，如有侵权内容，可联系管理员处理 点击这里给我发消息 
                    

                    

                    

                        

                         标签： 
                                                

                        

                    


                

            


            

                
相关文章推荐

                

                
            

        

        

            

            
            

                

                    
新的分享

                    

                        
                    

                

            


            

                

                    
章节导航