目录
  • 前言
  • 池化策略
  • 对象池的使用
  • 指定对象池容量
  • 在 asp.net core 中使用
  • 总结

前言

池这个概念大家都很熟悉,比如我们经常听到数据库连接池和线程池。它是一种基于使用预先分配资源集合的性能优化思想。

简单说,对象池就是对象的容器,旨在优化资源的使用,通过在一个容器中池化对象,并根据需要重复使用这些池化对象来满足性能上的需求。当一个对象被激活时,便被从池中取出。当对象被停用时,它又被放回池中,等待下一个请求。对象池一般用于对象的初始化过程代价较大或使用频率较高的场景。

那在 .net 中如何实现或使用对象池呢?

在 asp.net core 框架里已经内置了一个对象池功能的实现:microsoft.extensions.objectpool。如果是控制台应用程序,可以单独安装这个扩展库。

池化策略

首先,要使用 objectpool,需要创建一个池化策略,告诉对象池你将如何创建对象,以及如何归还对象。

该策略通过实现接口 ipooledobjectpolicy 来定义,下面是一个最简单的策略实现:

public class foopooledobjectpolicy : ipooledobjectpolicy<foo>
{
    public foo create()
    {
        return new foo();
    }

    public bool return(foo obj)
    {
        return true;
    }
}

如果每次编码都要定义这样的策略,会比较麻烦,可以自己定义一个通用的泛型实现。microsoft.extensions.objectpool 中也提供了一个默认的泛型实现:defaultpooledobjectpolicy<t>。如果不需要定义复杂的构造逻辑,使用默认的就行。下面我们来看看怎么使用。

对象池的使用

对象池使用的原则是:有借有还,再借不难。

当对象池中没有实例时,则创建实例并返回给调用组件;当对象池中已有实例时,则直接取一个现有实例返回给调用组件。而且这个过程是线程安全的。

microsoft.extensions.objectpool 提供了默认的对象池实现:defaultobjectpool<t>,它提供了借 get 和还 return 操作接口。创建对象池时需要提供池化策略 ipooledobjectpolicy<t> 作为其构造参数。

var policy = new defaultpooledobjectpolicy<foo>();
var pool = new defaultobjectpool<foo>(policy);

我们来看一个常规示例(c# 9.0 单文件完整代码):

using microsoft.extensions.objectpool;
using system;

var policy = new defaultpooledobjectpolicy<foo>();
var pool = new defaultobjectpool<foo>(policy);

// 借
var item1 = pool.get();
// 还
pool.return(item1);
console.writeline("item 1: {0}", item1.id);

// 借
var item2 = pool.get();
// 还
pool.return(item2);
console.writeline("item 2: {0}", item2.id);

console.readkey();

public class foo
{
    public string id { get; set; } = guid.newguid().tostring("n");
}

打印结果:

通过打印的 id 知道,item1 和 item2 是同一样对象。

我们再来看看只借不还会是什么样子:

// ...

// 借
var item1 = pool.get();
console.writeline("item 1: {0}", item1.id);

// 再借
var item2 = pool.get();
console.writeline("item 2: {0}", item2.id);

// ...

打印结果:

可以看到,两个对象是不同的实例。所以,当调用组件从对象池中借走一个对象实例,使用完后应立即归还给对象池,以便重复使用,避免因构造新对象消耗过多资源。

指定对象池容量

在创建 defaultobjectpool<t> 时,还可以指定第二个参数:对象池的容量。它表示最大可从该对象池取出的对象数量,指定数量以外的被取走的对象将不会被池化。我来演示一下,大家就知道什么意思了,请看示例:

using microsoft.extensions.objectpool;
using system;

var policy = new defaultpooledobjectpolicy<foo>();

// 指定容量为 2。
var pool = new defaultobjectpool<foo>(policy, 2);

// 借走 3 个
var item1 = pool.get();
console.writeline("item 1: {0}", item1.id);
var item2 = pool.get();
console.writeline("item 2: {0}", item2.id);
var item3 = pool.get();
console.writeline("item 3: {0}", item3.id);

// 再还会 3 个
pool.return(item1);
pool.return(item2);
pool.return(item3);


// 再借走 3 个
var item4 = pool.get();
console.writeline("item 4: {0}", item4.id);
var item5 = pool.get();
console.writeline("item 5: {0}", item5.id);
var item6 = pool.get();
console.writeline("item 6: {0}", item6.id);

console.readkey();

注意示例代码中我给对象池指定了容量为 2,然后借走 3 个再归还 3 个,后面再借走 3 个。来看看打印结果:

我们看到,item1 与 item4 是同一个对象,item2 与 item5 是同一个对象。item3 与 item6 却不是同一个对象。

也就是说,当对象从池中取出超过指定容量的对象数量,虽然归还了相同数量的对象,但对象池只允许容纳 2 个对象,第三个对象不会被池化。

在 asp.net core 中使用

asp.net core 框架内置好了 microsoft.extensions.objectpool,不需要单独安装。官方文档有个基于 asp.net core 的使用示例:

https://docs.microsoft.com/en-us/aspnet/core/performance/objectpool

这个例子把 stringbuilder 做了池化。我这里就直接贴官方的例子了,为了更直观些,我把无关的代码简化掉了。

先定义一个中间件:

public class birthdaymiddleware
{
    private readonly requestdelegate _next;

    public birthdaymiddleware(requestdelegate next)
    {
        _next = next;
    }

    public async task invokeasync(httpcontext context, objectpool<stringbuilder> builderpool)
    {
        var stringbuilder = builderpool.get();
        try
        {
            stringbuilder.append("hi");
            // 其它处理
            await context.response.writeasync(stringbuilder.tostring());
        }
        finally // 即使出错也要保证归还对象
        {
            builderpool.return(stringbuilder);
        }
    }
}

在 startup 中注册相应的服务和中间件:

public class startup
{
    public void configureservices(iservicecollection services)
    {
        services.tryaddsingleton<objectpoolprovider, defaultobjectpoolprovider>();

        services.tryaddsingleton<objectpool<stringbuilder>>(serviceprovider =>
        {
            var provider = serviceprovider.getrequiredservice<objectpoolprovider>();
            var policy = new stringbuilderpooledobjectpolicy();
            return provider.create(policy);
        });
    }

    public void configure(iapplicationbuilder app, ihostingenvironment env)
    {
        app.usemiddleware<birthdaymiddleware>();
    }
}

这个示例用了 defaultobjectpoolprovider,它是默认的对象池 provider,所以你也可以自定义自己的对象池 provider。

总结

microsoft.extensions.objectpool 提供的对象池功能还是挺灵活的。普通场景使用使用默认的池化策略、默认的对象池和默认的对象池提供者就可以满足需求,也可以自定义其中任意某部件来实现比较特殊或复杂的需求。

对象池的使用原则是:有借有还,再借不难。当调用组件从对象池中借走一个对象实例,使用完后应立即归还给对象池,以便重复利用,避免因过多的对象初始化影响系统性能。

到此这篇关于.net core中如何实现或使用对象池的文章就介绍到这了,更多相关.net core使用对象池内容请搜索www.887551.com以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持www.887551.com!