池化技术的应用实践

1 一些废话

作为一名Java开发人员，池化技术或多或少在业务代码中使用。常见的包括线程池、连接池等。也是因为Java语言超级丰富的基建，基本上这些池化能力都有着相对成熟的“工具”。

比如，需要使用线程池的时候常常会选择Spring提供的 ThreadPoolTaskExecutor , 工具内部替我们维护了线程的生命周期与任务的状态变化。

线程池的运转流程图

2 正文开始

在笔者的业务场景里，java服务需要通过命令行启动一个特殊进程，并在进程使用完后将其销毁。而业务对启动这个进程的整体耗时较为敏感，打算利用池化技术，将进程池化复用，去除启动进程的消耗，达到优化性能的目标。

认识 GenericObjectPool

池化技术的概念大家可能都比较熟悉了，但真正要从零开始实现池化能力，就会感觉困难很多。好在Java丰富的基建在提供ThreadPoolTaskExecutor的同时，也提供了GenericObjectPool这个辅助我们实现自定义对象池化的工具。顺带提一句：JedisPool就是使用这个工具实现的。

GenericObjectPool构造方法一共就3个参数，只有PooledObjectFactory必传;

/**
*Createsanew{@codeGenericObjectPool}thattracksanddestroys
*objectsthatarecheckedout,butneverreturnedtothepool.
*
*@paramfactoryTheobjectfactorytobeusedtocreateobjectinstances
*usedbythispool
*@paramconfigThebasepoolconfigurationtouseforthispoolinstance.
*Theconfigurationisusedbyvalue.Subsequentchangesto
*theconfigurationobjectwillnotbereflectedinthe
*pool.
*@paramabandonedConfigConfigurationforabandonedobjectidentification
*andremoval.Theconfigurationisusedbyvalue.
*/
publicGenericObjectPool(finalPooledObjectFactoryfactory,
finalGenericObjectPoolConfigconfig,finalAbandonedConfigabandonedConfig){
}

PooledObjectFactory 按照方法注释的描述，它是专门负责给池子创建对象实例的。当然除了创建对象(makeObject), 还包括了检验、激活、销毁对象。基本涵盖了对象生命周期中的各个阶段。

voidactivateObject(PooledObjectp)throwsException;

voiddestroyObject(PooledObjectp)throwsException;

PooledObjectmakeObject()throwsException;

voidpassivateObject(PooledObjectp)throwsException;

booleanvalidateObject(PooledObjectp);

更加详细的说明可以浏览 GenericObjectPool's apidocs [1]。源码的注释也很详细值得一看。

使用 GenericObjectPool

先引入依赖

org.apache.commons
commons-pool2
${version}

根据自身业务实现PooledObjectFactory接口；作者的业务场景是进程池化，那么对应的创建对象、销毁对象的方法就是创建进程和销毁进程的代码。

publicclassMyProcessFactoryimplementsPooledObjectFactory{
@Override
publicvoiddestroyObject(PooledObjectp)throwsException{
finalMyProcessprocess=p.getObject();
if(null!=process){
//销毁进程
process.stop();
}
}

@Override
publicPooledObjectmakeObject()throwsException{
//这里就是去创建一个进程
MyProcessprocess=newMyProcess();
process.start();
returnnewDefaultPooledObject<>(process);
}

//剩下几个方法也可以按需实现
}

下一步就是构建 GenericObjectPool 实例

PooledObjectFactoryfactory=newMyProcessFactory();
GenericObjectPoolpool=newGenericObjectPool(factory);

使用GenericObjectPool

//获取进程实例
MyProcessprocess=pool.borrowObject();

//归还实例
pool.returnObject(process);

进阶使用 GenericObjectPoolConfig

顾名思义，GenericObjectPoolConfig是池化工具的配置类；它包含了池的最大容量、池的最大空闲数、最小空闲数等核心参数。除此之外在它的父类 BaseObjectPoolConfig 中，空闲对象检测规则，对象存放队列进出规则(LIFO)等更加细节的配置。

/**
*Thedefaultvalueforthe{@codemaxTotal}configurationattribute.
*@seeGenericObjectPool#getMaxTotal()
*/
publicstaticfinalintDEFAULT_MAX_TOTAL=8;

/**
*Thedefaultvalueforthe{@codemaxIdle}configurationattribute.
*@seeGenericObjectPool#getMaxIdle()
*/
publicstaticfinalintDEFAULT_MAX_IDLE=8;

/**
*Thedefaultvalueforthe{@codeminIdle}configurationattribute.
*@seeGenericObjectPool#getMinIdle()
*/
publicstaticfinalintDEFAULT_MIN_IDLE=0;

通过调整这些参数值，就能创建符合业务要求的池子。下面就是能常驻4个进程的一套配置参数。

privateGenericObjectPoolConfiggenericObjectPoolConfig(){
finalGenericObjectPoolConfigconfig=newGenericObjectPoolConfig<>();
config.setMaxTotal(20);//池的最大容量
config.setMaxIdle(4);//最大空闲连接数
config.setMinIdle(0);//最小空闲连接数
config.setMaxWait(Duration.ofSeconds(5));//获取对象时最大等待时间
config.setTimeBetweenEvictionRuns(Duration.ofMinutes(1));//空闲对象检查间隔
config.setMinEvictableIdleTime(Duration.ofMinutes(10));//空闲对象被移除的最小空闲时间
config.setTestOnBorrow(true);
config.setLifo(false);
returnconfig;
}

3 后续

当然真实的业务中还会有很多不相关的逻辑夹杂其中，上文基本涵盖了池化对象搭建与配置的实现方法。最终也实现了性能优化的目标。希望此文能为大家在池化运用多些帮助。