天天看點

C#對象池詳細解析

在系統設計中,經常會使用“池”的概念。比如資料庫連接配接池,socket連接配接池,線程池,元件隊列。“池”可以節省對象重複建立和初始化所耗費 的時間,可以簡化對象擷取和使用的過程。對于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。特别象資料庫連接配接這種對 象,用戶端與資料庫伺服器端建立連接配接時,是比較慢的,如果每次進行資料庫操作,都要先進行資料庫連接配接,系統效率将非常低下。

“池”的概念就是将被使用的對象事先建立好,儲存在清單中,供用戶端取用。當用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。當用戶端使用完畢,需要将對象歸還給“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,我們在記憶體中儲存一系列整裝待命的對象,供人随時差遣。與系統效率相比,這些對象所占用的記憶體空間太微不足道了。

“池”的結構是通用的,就是不管他裡面儲存的是哪一種對象,他的工作方法都基本不變。無非是初始化一系列對象,然後提供一個擷取可用對象,一個歸還對象的接口。

基于這種考慮,我們可以建立一個通用的對象池,隻要某些對象符合“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。

建立一個接口,用于限定對象池中所儲存的對象的基本行為:

複制C#代碼儲存代碼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,并實作接口定義的每一個方法。

Create方法中,使用者可以用來建立實際的對象,如建立資料庫連接配接,并打開這個連接配接;GetInnerObject方法,使使用者可以傳回這個實際 的對象,如一個SqlConnection對象;IsValidate方法是用來判斷使用者自定義對象的有效性的,是對象池決定是否重新建立對象的标志; Release方法中,使用者可以進行資源釋放工作。

有了上面的接口定義,為我們可以在清單中儲存使用者自定義對象打下了基礎。下面就是要實作這個ObjectPool了。

使用者自定義對象在我們的ObjectPool中,可以用清單存儲,如ArrayList或者Hashtable,為了表示每個使用者對象的狀态,我們 還需要将使用者自定義對象包裝一下,然後在放到清單中儲存。下面定義了一個ObjectPool類的子類,用于包裝使用者自定義對象:

複制C#代碼儲存代碼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();

    public void 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使用者使用。注意,PoolItem建立時,接受一個Object類型的Param參 數,這個參數最後被傳遞給使用者自定義對象的Create方法。使用者可以利用這一點,在建立ObjectPool時指定一些參數,供其自定義對象在建立時使 用。比如建立SocketPool時,将伺服器IP,端口通過Param傳遞給自定義對象的Create方法,使用者就可以在Create方法中連接配接指定的 伺服器了。powered by 25175.​​net​​

以下是ObjectPool的具體實作代碼:

複制C#代碼儲存代碼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;

        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()

            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)

            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;

            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​​​對資料庫連接配接已經提供了連接配接池,但是,經測試,使用上述通用對象池實作的資料庫連接配接池,效率要比直接使用.​​net​​管理的連接配接池高。因為他減少了Open和Close操作,進而節省了時間。

代碼如下:

複制C#代碼儲存代碼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)

        _Connections = new ObjectPool(typeof(SqlConnectionObject), connection, initcount, capacity);

    public SqlConnection GetConnection()

        return (SqlConnection) _Connections.GetOne();

    public void FreeConnection(SqlConnection sqlConn)

        _Connections.FreeObject(sqlConn);

        _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

作者:水木