索引
意图
结构
参与者
适用性
效果
相关模式
实现
实现方式（一）：实现 DatabaseConnectionPool 类。
实现方式（二）：使用对象构造方法和预分配方式实现 ObjectPool 类。
意图
运用对象池化技术可以显著地提升性能，尤其是当对象的初始化过程代价较大或者频率较高时。
Object pooling can offer a significant performance boost; it is most effective in situations where the cost of initializing a class instance is high, the rate of instantiation of a class is high.
结构
参与者
Reusable
类的实例与其他对象进行有限时间的交互。
ReusablePool
管理类的实例。
Client
使用类的实例。
适用性
当以下情况成立时可以使用 Object Pool 模式：
类的实例可重用于交互。
类的实例化过程开销较大。
类的实例化的频率较高。
类参与交互的时间周期有限。
效果
节省了创建类的实例的开销。
节省了创建类的实例的时间。
存储空间随着对象的增多而增大。
相关模式
通常，可以使用 Singleton 模式实现 ReusablePool 类。
Factory Method 模式封装了对象的创建的过程，但其不负责管理对象。Object Pool 负责管理对象。
实现
实现方式（一）：实现 DatabaseConnectionPool 类。
如果 Client 调用 ObjectPool 的 AcquireReusable() 方法来获取 Reusable 对象，当在 ObjectPool 中存在可用的 Reusable 对象时，其将一个 Reusable 从池中移除，然后返回该对象。如果池为空，则 ObjectPool 会创建一个新的 Reusable 对象。
1 namespace ObjectPoolPattern.Implementation1 2 { 3 public abstract class ObjectPool<T> 4 { 5 private TimeSpan _expirationTime; 6 private Dictionary<T, DateTime> _unlocked; 7 private Dictionary<T, DateTime> _locked; 8 private readonly object _sync = new object(); 9 10 public ObjectPool() 11 { 12 _expirationTime = TimeSpan.FromSeconds(30); 13 _locked = new Dictionary<T, DateTime>(); 14 _unlocked = new Dictionary<T, DateTime>(); 15 } 16 17 public ObjectPool(TimeSpan expirationTime) 18 : this() 19 { 20 _expirationTime = expirationTime; 21 } 22 23 protected abstract T Create(); 24 25 public abstract bool Validate(T reusable); 26 27 public abstract void Expire(T reusable); 28 29 public T CheckOut() 30 { 31 lock (_sync) 32 { 33 T reusable = default(T); 34 35 if (_unlocked.Count > 0) 36 { 37 foreach (var item in _unlocked) 38 { 39 if ((DateTime.UtcNow - item.Value) > _expirationTime) 40 { 41 // object has expired 42 _unlocked.Remove(item.Key); 43 Expire(item.Key); 44 } 45 else 46 { 47 if (Validate(item.Key)) 48 { 49 // find a reusable object 50 _unlocked.Remove(item.Key); 51 _locked.Add(item.Key, DateTime.UtcNow); 52 reusable = item.Key; 53 break; 54 } 55 else 56 { 57 // object failed validation 58 _unlocked.Remove(item.Key); 59 Expire(item.Key); 60 } 61 } 62 } 63 } 64 65 // no object available, create a new one 66 if (reusable == null) 67 { 68 reusable = Create(); 69 _locked.Add(reusable, DateTime.UtcNow); 70 } 71 72 return reusable; 73 } 74 } 75 76 public void CheckIn(T reusable) 77 { 78 lock (_sync) 79 { 80 _locked.Remove(reusable); 81 _unlocked.Add(reusable, DateTime.UtcNow); 82 } 83 } 84 } 85 86 public class DatabaseConnection : IDisposable 87 { 88 // do some heavy works 89 public DatabaseConnection(string connectionString) 90 { 91 } 92 93 public bool IsOpen { get; set; } 94 95 // release something 96 public void Dispose() 97 { 98 } 99 }100 101 public class DatabaseConnectionPool : ObjectPool<DatabaseConnection>102 {103 private string _connectionString;104 105 public DatabaseConnectionPool(string connectionString)106 : base(TimeSpan.FromMinutes(1))107 {108 this._connectionString = connectionString;109 }110 111 protected override DatabaseConnection Create()112 {113 return new DatabaseConnection(_connectionString);114 }115 116 public override void Expire(DatabaseConnection connection)117 {118 connection.Dispose();119 }120 121 public override bool Validate(DatabaseConnection connection)122 {123 return connection.IsOpen;124 }125 }126 127 public class Client128 {129 public static void TestCase1()130 {131 // Create the ConnectionPool:132 DatabaseConnectionPool pool = new DatabaseConnectionPool(133 "Data Source=DENNIS;Initial Catalog=TESTDB;Integrated Security=True;");134 135 // Get a connection:136 DatabaseConnection connection = pool.CheckOut();137 138 // Use the connection139 140 // Return the connection:141 pool.CheckIn(connection);142 }143 }144 }
实现方式（二）：使用对象构造方法和预分配方式实现 ObjectPool 类。
1 namespace ObjectPoolPattern.Implementation2 2 { 3 /// <summary> 4 /// 对象池 5 /// </summary> 6 /// <typeparam name="T">对象类型</typeparam> 7 public class ObjectPool<T> where T : class 8 { 9 private readonly Func<T> _objectFactory;10 private readonly ConcurrentQueue<T> _queue = new ConcurrentQueue<T>();11 12 /// <summary>13 /// 对象池14 /// </summary>15 /// <param name="objectFactory">构造缓存对象的函数</param>16 public ObjectPool(Func<T> objectFactory)17 {18 _objectFactory = objectFactory;19 }20 21 /// <summary>22 /// 构造指定数量的对象23 /// </summary>24 /// <param name="count">数量</param>25 public void Allocate(int count)26 {27 for (int i = 0; i < count; i++)28 _queue.Enqueue(_objectFactory());29 }30 31 /// <summary>32 /// 缓存一个对象33 /// </summary>34 /// <param name="obj">对象</param>35 public void Enqueue(T obj)36 {37 _queue.Enqueue(obj);38 }39 40 /// <summary>41 /// 获取一个对象42 /// </summary>43 /// <returns>对象</returns>44 public T Dequeue()45 {46 T obj;47 return !_queue.TryDequeue(out obj) ? _objectFactory() : obj;48 }49 }50 51 class Program52 {53 static void Main(string[] args)54 {55 var pool = new ObjectPool<byte[]>(() => new byte[65535]);56 pool.Allocate(1000);57 58 var buffer = pool.Dequeue();59 60 // .. do something here ..61 62 pool.Enqueue(buffer);63 }64 }65 }
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