关于对象池的一些分析

   <p>在日常的开发工作中，我们可能使用或者听说过对象池，线程池以及连接池。本文将介绍对象池的产生缘由，具体实现细节，以及需要注意的问题。</p>    <h2>什么是对象池（模式）</h2>    <ul>     <li>对象池（模式）是一种创建型设计模式</li>     <li>它持有一个初始化好的对象的集合，将对象提供给调用者。</li>    </ul>    <h2>对象池的目的</h2>    <ul>     <li>减少频繁创建和销毁对象带来的成本，实现对象的缓存和复用</li>    </ul>    <h2>什么条件下使用对象池</h2>    <ul>     <li>创建对象的成本比较大，并且创建比较频繁。比如线程的创建代价比较大，于是就有了常用的线程池。</li>    </ul>    <h2>对象池的例子</h2>    <p>Android中使用对象池的应用有很多,比如下面的这些都是应用了该模式</p>    <ul>     <li>Handler处理的Message</li>     <li>线程池执行器ThreadPoolExecutor</li>     <li>控件TabLayout</li>     <li>控制TypedArray的Resources</li>    </ul>    <p>以一个简单的获取SytledAttributions代码为例，展示一下对象池的应用</p>    <pre>  <code class="language-java">// Text colors/sizes come from the text appearance first  final TypedArray ta = context.obtainStyledAttributes(mTabTextAppearance,      android.support.v7.appcompat.R.styleable.TextAppearance);  try {      mTabTextSize = ta.getDimensionPixelSize(              android.support.v7.appcompat.R.styleable.TextAppearance_android_textSize, 0);      mTabTextColors = ta.getColorStateList(              android.support.v7.appcompat.R.styleable.TextAppearance_android_textColor);  } finally {      ta.recycle();  }  </code></pre>    <p>想必这段代码都可能写过，那就是在一开始的时候，我们都会被告诫：使用TypedArray结束的时候，一定要调用它的recycle方法。</p>    <p>回想起来，当时自己还很疑惑为什么要这么规定，其实很简单，它使用了对象池。</p>    <p>调用者通过obtain方法从对象池中获取对象，然后使用完毕后，需要使用recycle方法返还给对象池。</p>    <h2>三种角色</h2>    <p>上面的介绍中，也或多或少提到了下面的三种角色</p>    <ul>     <li>Reusable 可重用的对象</li>     <li>Client 调用者</li>     <li>ReusablePool 可重用的对象的池</li>    </ul>    <h3>Reusable</h3>    <ul>     <li>创建的成本较大，比如线程或者数据库连接</li>     <li>被ReusablePool持有</li>     <li>被Client消费使用，使用完成应该被返回到ReusablePool</li>    </ul>    <h3>ReusablePool</h3>    <ul>     <li>维护一定数量的Reusable，提供给客户端使用</li>     <li>提供 aquire 或者 obtain 等方法，便于客户端请求Reusable</li>     <li>提供 recycle 或者 release 等方法，便于客户端使用完毕后，将Reusable对象奉还。</li>    </ul>    <h3>Client</h3>    <ul>     <li>请求ReusablePool或者Reusable对象</li>     <li>使用完毕Reusable对象后，返回给ReusablePool</li>    </ul>    <h2>对象池无可用的对象时，再次对象请求，可能的表现行为</h2>    <ul>     <li>如果池的大小可以增长，创建新的对象并返回给client</li>     <li>阻塞client调用，直到有可用的对象回收并返回</li>     <li>抛出异常，通知client</li>     <li>返回null给client</li>    </ul>    <h2>同步处理</h2>    <p>在多线程的环境下，我们也会使用对象池。因此做好必要的同步是必须的。</p>    <p>要进行同步处理的通常是这两个方法</p>    <ul>     <li>aquire或obtain 负责返回对象</li>     <li>release或recycle 负责回收对象</li>    </ul>    <p>下面是一段进行同步处理了的对象池的源码。</p>    <pre>  <code class="language-java">public static class SynchronizedPool<T> extends SimplePool<T> {          private final Object mLock = new Object();              /**           * Creates a new instance.           *           * @param maxPoolSize The max pool size.           *           * @throws IllegalArgumentException If the max pool size is less than zero.           */          public SynchronizedPool(int maxPoolSize) {              super(maxPoolSize);          }              @Override          public T acquire() {              synchronized (mLock) {                  return super.acquire();              }          }              @Override          public boolean release(T element) {              synchronized (mLock) {                  return super.release(element);              }          }  }  </code></pre>    <p>上述代码为Android中 android.support.v4.util 提供的Pools中的 SynchronizedPool 的实现，它使用了synchronized关键字实现同步问题。</p>    <h2>对象池与单例模式</h2>    <p>为了统一管理对象，建议将对象池设为单例。</p>    <p>应用单例模式的时候，需要确保在多线程并发的情况下保持唯一的实例创建，具体实现方案，可以参考单例这种设计模式</p>    <h2>池的大小选择</h2>    <ul>     <li>通常情况下，我们需要控制对象池的大小</li>     <li>如果对象池没有限制，可能导致对象池持有过多的闲置对象，增加内存的占用</li>     <li>如果对象池闲置过小，没有可用的对象时，会造成之前 对象池无可用的对象时，再次请求 出现的问题</li>     <li>对象池的大小选取应该结合具体的使用场景，结合数据（触发池中无可用对象的频率）分析来确定。</li>    </ul>    <h2>空间换时间的折中</h2>    <ul>     <li>本质上，对象池属于空间换时间的折中</li>     <li>它通过缓存初始化好的对象来提升调用者请求对象的响应速度。</li>     <li>除此之外，折中（tradeoff）是软件开发中的一个重要的概念，会贯穿整个软件开发过程中。</li>    </ul>    <h2>对象池好处</h2>    <ul>     <li>提升了client获取对象的响应速度，比如单个线程和资源连接的创建成本都比较大。</li>     <li>一定程度上减少了GC的压力。</li>     <li>对于实时性要求较高的程序有很大的帮助</li>    </ul>    <h2>对象池弊端</h2>    <h3>脏对象的问题</h3>    <p>所谓的脏对象就是指的是当对象被放回对象池后，还保留着刚刚被客户端调用时生成的数据。</p>    <p>脏对象可能带来两个问题</p>    <ul>     <li>脏对象持有上次使用的引用，导致内存泄漏等问题。</li>     <li>脏对象如果下一次使用时没有做清理，可能影响程序的处理数据。</li>    </ul>    <h3>生命周期的问题</h3>    <p>处于对象池中的对象生命周期要比普通的对象要长久。维持大量的对象也是比较占用内存空间的。</p>    <p>以ThreadPoolExecutor为例，它提供了 allowCoreThreadTimeOut 和 setKeepAliveTime 两种方法，可以在超时后销毁核心线程。我们在具体的实践中可以参考这个策略。</p>    <h3>异常处理问题</h3>    <p>相对来说，使用对象池client调用也会复杂一些，比如请求对象时有可能出现的阻塞，异常或者null值。这些都需要我们做一些额外的处理，来确保程序的正常运行。</p>    <p>除此之外，还有上面的提到的两个问题，他们分别是</p>    <ul>     <li>同步问题</li>     <li>池大小设置问题</li>    </ul>    <p>所以当我们想要使用对象池时，需要谨慎的衡量并准确的实现，享受它带来的好处，并避免其带来的问题。</p>    <p> </p>    <p>来自：http://droidyue.com/blog/2016/12/12/dive-into-object-pool/</p>    <p> </p>