在系統設計中,經常會使用“池”的概念。比如數據庫連接池,socket連接池,線程池,組件隊列。“池”可以節省對象重複創建和初始化所耗費 的時間,可以簡化對象獲取和使用的過程。對於那些被系統頻繁請求和使用的對象,如果使用這種機制,可以使系統性能得到很大提高。特別象數據庫連接這種對 象,客戶端與數據庫服務器端建立連接時,是比較慢的,如果每次進行數據庫操作,都要先進行數據庫連接,系統效率將非常低下。
“池”的概念就是將被使用的對象事先創建好,保存在列表中,供客戶端取用。當客戶端取得一個對象時,這個對象就已經是按照特定上下文環境初始化好,馬上即 可使用的了。當客戶端使用完畢,需要將對象歸還給“池”,最後,在系統生命期結束時,由“池”統一釋放這些對象。從另一個概念上來說,這也是一種“以空間 換時間”的做法,我們在內存中保存一系列整裝待命的對象,供人隨時差遣。與系統效率相比,這些對象所佔用的內存空間太微不足道了。
“池”的結構是通用的,就是不管他裏面保存的是哪一種對象,他的工作方法都基本不變。無非是初始化一系列對象,然後提供一個獲取可用對象,一個歸還對象的接口。
基於這種考慮,我們可以建立一個通用的對象池,只要某些對象符合“一些基本要求”(這個基本要求,可以使用Interface模式來限定),就可以使用通用對象池來存取和管理。
創建一個接口,用於限定對象池中所保存的對象的基本行爲:
複製C#代碼保存代碼public interface IDynamicObject
{
void Create(Object param);
Object GetInnerObject();
bool IsValidate();
void Release();
}
我們在對象池中存放的對象,必須繼承上面的接口,並實現接口定義的每一個方法。
Create方法中,用戶可以用來創建實際的對象,如建立數據庫連接,並打開這個連接;GetInnerObject方法,使用戶可以返回這個實際 的對象,如一個SqlConnection對象;IsValidate方法是用來判斷用戶自定義對象的有效性的,是對象池決定是否重新創建對象的標誌; Release方法中,用戶可以進行資源釋放工作。
有了上面的接口定義,爲我們可以在列表中保存用戶自定義對象打下了基礎。下面就是要實現這個ObjectPool了。
用戶自定義對象在我們的ObjectPool中,可以用列表存儲,如ArrayList或者Hashtable,爲了表示每個用戶對象的狀態,我們 還需要將用戶自定義對象包裝一下,然後在放到列表中保存。下面定義了一個ObjectPool類的子類,用於包裝用戶自定義對象:
複製C#代碼保存代碼private class PoolItem
{
private IDynamicObject _object;
private bool _bUsing;
private Type _type;
private Object _CreateParam;
public PoolItem(Type type, Object param)
{
_type = type;
_CreateParam = param;
Create();
}
private void Create()
{
_bUsing = false;
_object = (IDynamicObject) System.Activator.CreateInstance(_type);
_object.Create(_CreateParam);
}
public void Recreate()
{
_object.Release();
Create();
}
public void Release()
{
_object.Release();
}
public Object InnerObject
{
get { return _object.GetInnerObject(); }
}
public int InnerObjectHashcode
{
get { return InnerObject.GetHashCode(); }
}
public bool IsValidate
{
get { return _object.IsValidate(); }
}
public bool Using
{
get { return _bUsing; }
set { _bUsing = value; }
}
}// class PoolItem
這個類,一個關鍵的屬性是Using,該屬性表示對象是否正在被被用戶使用。注意,PoolItem創建時,接受一個Object類型的Param參 數,這個參數最後被傳遞給用戶自定義對象的Create方法。用戶可以利用這一點,在創建ObjectPool時指定一些參數,供其自定義對象在創建時使 用。比如創建SocketPool時,將服務器IP,端口通過Param傳遞給自定義對象的Create方法,用戶就可以在Create方法中連接指定的 服務器了。
以下是ObjectPool的具體實現代碼:
複製C#代碼保存代碼public sealed class ObjectPool
{
private Int32 _nCapacity;
private Int32 _nCurrentSize;
private Hashtable _listObjects;
private ArrayList _listFreeIndex;
private ArrayList _listUsingIndex;
private Type _typeObject;
private Object _objCreateParam;
public ObjectPool(Type type, Object create_param, Int32 init_size, Int32 capacity)
{
if (init_size < 0 || capacity < 1 || init_size > capacity)
{
throw (new Exception("Invalid parameter!"));
}
_nCapacity = capacity;
_listObjects = new Hashtable(capacity);
_listFreeIndex = new ArrayList(capacity);
_listUsingIndex = new ArrayList(capacity);
_typeObject = type;
_objCreateParam = create_param;
for (int i = 0; i < init_size; i++)
{
PoolItem pitem = new PoolItem(type, create_param);
_listObjects.Add(pitem.InnerObjectHashcode, pitem);
_listFreeIndex.Add(pitem.InnerObjectHashcode);
}
_nCurrentSize = _listObjects.Count;
}
public void Release()
{
lock (this)
{
foreach (DictionaryEntry de in _listObjects)
{
((PoolItem) de.Value).Release();
}
_listObjects.Clear();
_listFreeIndex.Clear();
_listUsingIndex.Clear();
}
}
public Int32 CurrentSize
{
get { return _nCurrentSize; }
}
public Int32 ActiveCount
{
get { return _listUsingIndex.Count; }
}
public Object GetOne()
{
lock (this)
{
if (_listFreeIndex.Count == 0)
{
if (_nCurrentSize == _nCapacity)
{
return null;
}
PoolItem pnewitem = new PoolItem(_typeObject, _objCreateParam);
_listObjects.Add(pnewitem.InnerObjectHashcode, pnewitem);
_listFreeIndex.Add(pnewitem.InnerObjectHashcode);
_nCurrentSize++;
}
Int32 nFreeIndex = (Int32) _listFreeIndex[0];
PoolItem pitem = (PoolItem) _listObjects[nFreeIndex];
_listFreeIndex.RemoveAt(0);
_listUsingIndex.Add(nFreeIndex);
if (!pitem.IsValidate)
{
pitem.Recreate();
}
pitem.Using = true;
return pitem.InnerObject;
}
}
public void FreeObject(Object obj)
{
lock (this)
{
int key = obj.GetHashCode();
if (_listObjects.ContainsKey(key))
{
PoolItem item = (PoolItem) _listObjects[key];
item.Using = false;
_listUsingIndex.Remove(key);
_listFreeIndex.Add(key);
}
}
}
public Int32 DecreaseSize(Int32 size)
{
Int32 nDecrease = size;
lock (this)
{
if (nDecrease <= 0)
{
return 0;
}
if (nDecrease > _listFreeIndex.Count)
{
nDecrease = _listFreeIndex.Count;
}
for (int i = 0; i < nDecrease; i++)
{
_listObjects.Remove(_listFreeIndex[i]);
}
_listFreeIndex.Clear();
_listUsingIndex.Clear();
foreach (DictionaryEntry de in _listObjects)
{
PoolItem pitem = (PoolItem) de.Value;
if (pitem.Using)
{
_listUsingIndex.Add(pitem.InnerObjectHashcode);
}
else
{
_listFreeIndex.Add(pitem.InnerObjectHashcode);
}
}
}
_nCurrentSize -= nDecrease;
return nDecrease;
}
}
雖然.NET對數據庫連接已經提供了連接池,但是,經測試,使用上述通用對象池實現的數據庫連接池,效率要比直接使用.NET管理的連接池高。因爲他減少了Open和Close操作,從而節省了時間。
代碼如下:
複製C#代碼保存代碼public class DBPool
{
private class SqlConnectionObject : IDynamicObject
{
private SqlConnection _SqlConn;
public SqlConnectionObject()
{
_SqlConn = null;
}
#region IDynamicObject Members
public void Create(Object param)
{
String strConn = (String) param;
_SqlConn = new SqlConnection(strConn);
_SqlConn.Open();
}
public Object GetInnerObject()
{
// TODO: Add SqlConnectionObject.GetInnerObject implementation
return _SqlConn;
}
public bool IsValidate()
{
return (_SqlConn != null
&& _SqlConn.GetHashCode() > 0
&& _SqlConn.State == ConnectionState.Open);
}
public void Release()
{
// TODO: Add SqlConnectionObject.Release implementation
_SqlConn.Close();
}
#endregion
}
private ObjectPool _Connections;
public DBPool(string connection, int initcount, int capacity)
{
if (connection == null || connection == "" || initcount < 0 || capacity < 1)
{
throw (new Exception("Invalid parameter!"));
}
_Connections = new ObjectPool(typeof(SqlConnectionObject), connection, initcount, capacity);
}
public SqlConnection GetConnection()
{
return (SqlConnection) _Connections.GetOne();
}
public void FreeConnection(SqlConnection sqlConn)
{
_Connections.FreeObject(sqlConn);
}
public void Release()
{
_Connections.Release();
}
public int Count
{
get { return _Connections.CurrentSize; }
}
public int UsingCount
{
get { return _Connections.ActiveCount; }
}
public int DecreaseSize(int size)
{
return _Connections.DecreaseSize(size);
}
} // DBPool