接口设计

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Apache Commons Pool实现了对象池的功能。定义了对象的生成、销毁、激活、钝化等操作及其状态转换，并提供几个默认的对象池实现。

在讲述其实现原理前，先提一下其中有几个重要的对象：

• Object Pool（对象池）。

• PooledObject（池对象）。

• PooledObjectFactory（池对象工厂）。

三种之间的关系图：

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下面分别详细讲解它们的实现。

（以下三个均为接口，位于 org.apache.commons.pool2）

ObjectPool

Object Pool负责管理PooledObject，如：借出对象，返回对象，校验对象，有多少激活对象，有多少空闲对象。

以下为类图结构，有几个默认的实现类可以直接使用。

• GenericObjectPool。

• ProsiedObjectPool。

• SoftReferenceObjectPool。

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| 方法 | 描述 |

| :-- | :-- |

| borrowObject | 从池中借出一个对象。要么调用PooledObjectFactory.makeObject方法创建，要么对一个空闲对象使用PooledObjectFactory.activeObject进行激活，然后使用PooledObjectFactory.validateObject方法进行验证后再返回 |

| returnObject | 将一个对象返还给池。根据约定：对象必须 是使用borrowObject方法从池中借出的 |

| invalidateObject | 废弃一个对象。根据约定：对象必须 是使用borrowObject方法从池中借出的。通常在对象发生了异常或其他问题时使用此方法废弃它 |

| addObject | 使用工厂创建一个对象，钝化并且将它放入空闲对象池 |

| getNumberIdle | 返回池中空闲的对象数量。有可能是池中可供借出对象的近似值。如果这个信息无效，返回一个负数 |

| getNumActive | 返回从借出的对象数量。如果这个信息不可用，返回一个负数 |

| clear | 清除池中的所有空闲对象，释放其关联的资源（可选）。清除空闲对象必须使用PooledObjectFactory.destroyObject方法，池可用。 |

| close | 关闭池并释放关联的资源，池不可用。 |

PooledObject

用于封装对象（如：线程、数据库连接、TCP连接），将其包裹成可被池管理的对象。

此类的实现必须是线程安全的。

提供了两个默认的池对象实现：

• DefaultPoolObject。用于非软引用的普通对象。

• PooledSoftReference。用于软引用的对象。

在开发连接池、线程池等组件时，需要根据实际情况重载5个方法：startEvictionTest、endEvictionTest、allocate、deallocate和invalidate，用于在不同的场景下修改被包裹对象的内部状态。

此接口的重要的方法：

// 获得目标对象

T getObject();

// 获取PooledObject的状态

PooledObjectState getState();

boolean startEvictionTest();

boolean endEvictionTest(Deque<PooledObject> idleQueue);

// 分配对象。 如果原始状态为 IDLE, 则返回 true

boolean allocate();

// 如果当前已ALLOCATED ，则取消分配对象并将其设置为IDLE 。

// 如果状态为ALLOCATED则为true 。

boolean deallocate();

void invalidate();

PooledObjectState getState();

void markAbandoned();

void markReturning();

/*

… 省略其他方法

*/

PooledObject有多种状态，在不同的环节或经过处理后状态会发生变化。

package org.apache.commons.pool2;

public enum PooledObjectState {

IDLE, // 位于队列中，未使用

ALLOCATED, // 已被分配，正在使用

EVICTION, // 位于队列中，当前正在测试，可能会被回收到队列

EVICTION_RETURN_TO_HEAD, // 不在队列中，目前正在测试是否可能被驱逐。

VALIDATION, // 位于队列中，当前正在验证

VALIDATION_PREALLOCATED, // 不在队列中，当前正在验证。当对象从池中被借出，在配置了testOnBorrow的情况下，对象从队列移除和进行预分配的时候会进行验证

VALIDATION_RETURN_TO_HEAD, // 不在队列中，正在进行验证。从池中借出对象时，从

队列移除对象时会先进行测试。返回到队列头部的时候应该做一次完整的验证

INVALID, // 回收或验证失败，【即将/已经】 销毁

ABANDONED, // 视为放弃，无效

RETURNING // 返还到池中

}

状态转换如下图：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-hu9f4boq-1640707504836)(PooledObjectState.png)]

PooledObjectFactory

一个定义生命周期方法的接口，用于由ObjectPool提供服务的实例。

PooledObjectFactory必须实现线程安全。

Commons pool2 定义了抽象工厂BasePooledObjectFactory，使用者应该继承这个抽象类实现自己的池化工厂。

| 方法 | 描述 |

| :-- | :-- |

| makeObject | 每当需要新实例时都会调用makeObject 。 |

| activateObject | 每一个钝化（passivated）的ObjectPool实例从池中借出（borrowed）前调用。 |

| validateObject | 可能用于从池中借出对象时，对处于激活（activated）状态的ObjectPool实例进行测试确保它是有效的。也有可能在ObjectPool实例返还池中进行钝化前调用进行测试是否有效。它只对处于激活状态的实例调用。 |

| passivateObject | 当实例返还池中的时候调用。 |

| destroyObject | 当实例从池中被清理出去丢弃的时候调用。 |

常用的实现类

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GenericObjectPool

borrowObject

下面是GenericObjectPool中borrowObject方法的逻辑实现，有阻塞式和非阻塞式两种获取对象的模式。

默认情况下是阻塞的（你可以传入配置类更改这一行为）。

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returnObject

下面是GenericObjectPool中returnObject方法的逻辑实现，在这里实现的FIFO（先进先出）和LIFO（后进先出）。

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DefaultPooledObject

使用介绍

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Object obj = null;

最后总结

ActiveMQ+Kafka+RabbitMQ学习笔记PDF

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