.NET Core 3.0之深入源码理解ObjectPool(二)
写在前面
前文主要介绍了ObjectPool的一些理论基础,本文主要从源码角度理解Microsoft.Extensions.ObjectPool是如何实现的。下图为其三大核心组件图:

核心组件
ObjectPool
ObjectPool是一个泛型抽象类,里面只有两个抽象方法,Get和Return。它从底层定义了最一般的接口。
- Get方法用于从对象池获取到可用对象,如果对象不可用则创建对象并返回出来
- Return方法用户将对象返回到对象池
源码如下:
1: public abstract class ObjectPool<T> where T : class
2: {
3: /// <summary>
4: /// Gets an object from the pool if one is available, otherwise creates one.
5: /// </summary>
6: /// <returns>A <typeparamref name="T"/>.</returns>
7: public abstract T Get();
8:
9: /// <summary>
10: /// Return an object to the pool.
11: /// </summary>
12: /// <param name="obj">The object to add to the pool.</param>
13: public abstract void Return(T obj);
14: }
ObjectPoolProvider
ObjectPoolProvider也是抽象类,其内部内置了一个已经实现的Create泛型方法以及一个抽象Create方法,这代表两种ObjectPool的创建方式,一个是基于默认策略的,一个是基于用户自定义策略的。
1: public abstract class ObjectPoolProvider
2: {
3: /// <summary>
4: /// Creates an <see cref="ObjectPool"/>.
5: /// </summary>
6: /// <typeparam name="T">The type to create a pool for.</typeparam>
7: public ObjectPool<T> Create<T>() where T : class, new()
8: {
9: return Create<T>(new DefaultPooledObjectPolicy<T>());
10: }
11:
12: /// <summary>
13: /// Creates an <see cref="ObjectPool"/> with the given <see cref="IPooledObjectPolicy{T}"/>.
14: /// </summary>
15: /// <typeparam name="T">The type to create a pool for.</typeparam>
16: public abstract ObjectPool<T> Create<T>(IPooledObjectPolicy<T> policy) where T : class;
17: }
IPooledObjectPolicy
这个接口是一个泛型接口,用于提供一种策略来管理对象池中的对象,同样也有两个方法,Create和Return。
- Create方法用于创建相关类型实例
- Return方法用于将已经使用好的对象放回到对象池的时候进行逻辑处理,包括对象的状态重置以及是否能够放回到对象池
1: public interface IPooledObjectPolicy<T>
2: {
3: /// <summary>
4: /// Create a <typeparamref name="T"/>.
5: /// </summary>
6: /// <returns>The <typeparamref name="T"/> which was created.</returns>
7: T Create();
8:
9: /// <summary>
10: /// Runs some processing when an object was returned to the pool. Can be used to reset the state of an object and indicate if the object should be returned to the pool.
11: /// </summary>
12: /// <param name="obj">The object to return to the pool.</param>
13: /// <returns><code>true</code> if the object should be returned to the pool. <code>false</code> if it's not possible/desirable for the pool to keep the object.</returns>
14: bool Return(T obj);
15: }
该接口有一个实现PooledObjectPolicy,这是一个抽象类,内部有两个抽象方法:
1: public abstract class PooledObjectPolicy<T> : IPooledObjectPolicy<T>
2: {
3: public abstract T Create();
4:
5: public abstract bool Return(T obj);
6: }
实现机制
其内部实现逻辑较为简单,充分考虑到了一般实现、对象追踪、对象释放等场景的使用方式。
以下为其逻辑图:
DefaultObjectPool
DefaultObjectPool实现了ObjectPool,其内部维护了一个结构体类型的私有数组,用于存储相关对象。该数组的大小在构造函数中定义,其实际大小为输入值减去1(默认情况下,其值为逻辑处理器数量的两倍)主要是因为DefaultObjectPool单独将首项定义了出来。
以下为DefaultObjectPool中Get和Return的实现:
1: public override T Get()
2: {
3: var item = _firstItem;
4: if (item == null || Interlocked.CompareExchange(ref _firstItem, null, item) != item)
5: {
6: var items = _items;
7: for (var i = 0; i < items.Length; i++)
8: {
9: item = items[i].Element;
10: if (item != null && Interlocked.CompareExchange(ref items[i].Element, null, item) == item)
11: {
12: return item;
13: }
14: }
15:
16: item = Create();
17: }
18:
19: return item;
20: }
21:
22: public override void Return(T obj)
23: {
24: if (_isDefaultPolicy || (_fastPolicy?.Return(obj) ?? _policy.Return(obj)))
25: {
26: if (_firstItem != null || Interlocked.CompareExchange(ref _firstItem, obj, null) != null)
27: {
28: var items = _items;
29: for (var i = 0; i < items.Length && Interlocked.CompareExchange(ref items[i].Element, obj, null) != null; ++i)
30: {
31: }
32: }
33: }
34: }
通过源码可以知道这两个方法大量使用了Interlocked.CompareExchange:
1: public static int CompareExchange(2: ref int location1,3: int value,4: int comparand5: )
比较location1与comparand,如果不相等,什么都不做;如果location1与comparand相等,则用value替换location1的值。无论比较结果相等与否,返回值都是location1中原有的值。
Interlocked.CompareExchange的使用确保了线程安全性。
DefaultObjectPoolProvider
DefaultObjectPoolProvider实现了ObjectPoolProvider,该类重写了Create方法并返回ObjectPool对象。该类还定义了MaximumRetained属性,默认情况下,其值为逻辑处理器数量的两倍。
其源码如下,比较简单:
1: public class DefaultObjectPoolProvider : ObjectPoolProvider
2: {
3: /// <summary>
4: /// The maximum number of objects to retain in the pool.
5: /// </summary>
6: public int MaximumRetained { get; set; } = Environment.ProcessorCount * 2;
7:
8: /// <inheritdoc/>
9: public override ObjectPool<T> Create<T>(IPooledObjectPolicy<T> policy)
10: {
11: if (policy == null)
12: {
13: throw new ArgumentNullException(nameof(policy));
14: }
15:
16: if (typeof(IDisposable).IsAssignableFrom(typeof(T)))
17: {
18: return new DisposableObjectPool<T>(policy, MaximumRetained);
19: }
20:
21: return new DefaultObjectPool<T>(policy, MaximumRetained);
22: }
23: }
其中DisposableObjectPool是DefaultObjectPool类的派生类,这个类也实现了IDisposable,用于创建可手动释放的ObjectPool对象。
其相关代码如下:
1: public void Dispose()
2: {
3: _isDisposed = true;
4:
5: DisposeItem(_firstItem);
6: _firstItem = null;
7:
8: ObjectWrapper[] items = _items;
9: for (var i = 0; i < items.Length; i++)
10: {
11: DisposeItem(items[i].Element);
12: items[i].Element = null;
13: }
14: }
15:
16: private void DisposeItem(T item)
17: {
18: if (item is IDisposable disposable)
19: {
20: disposable.Dispose();
21: }
22: }
DefaultPooledObjectPolicy
该类继承了PooledObjectPolicy,实现也非常简单。
不过值得注意的是,PooledObjectPolicy还有一个实现StringBuilderPooledObjectPolicy,这个类从命名上看就知道是基于StringBuilder的。其内部默认定义了StringBuilder的大小以及初始化容量。并确定了超出容量后,将不允许归还对象。
在我们自定义PooledObjectPolicy的时候,可以参考这段实现去扩展新的PooledObjectPolicy对象。
我们看一下源码:
1: public class StringBuilderPooledObjectPolicy : PooledObjectPolicy<StringBuilder>
2: {
3: public int InitialCapacity { get; set; } = 100;
4:
5: public int MaximumRetainedCapacity { get; set; } = 4 * 1024;
6:
7: public override StringBuilder Create()
8: {
9: return new StringBuilder(InitialCapacity);
10: }
11:
12: public override bool Return(StringBuilder obj)
13: {
14: if (obj.Capacity > MaximumRetainedCapacity)
15: {
16: // Too big. Discard this one.
17: return false;
18: }
19:
20: obj.Clear();
21: return true;
22: }
23: }
对象追踪
该库内部定义了LeakTrackingObjectPool和LeakTrackingObjectPoolProvider用于追踪对象状态。
- LeakTrackingObjectPoolProvider会根据构造函数传入的ObjectPoolProvider类型对象,创建LeakTrackingObjectPool实例。
- LeakTrackingObjectPool内部定义了ConditionalWeakTable<T, Tracker>类型的数组,MSDN的解释是使编译器可以将对象字段动态附加到托管对象,这个对象会自动维护内部的键值对,而不会一直使其停留在内存中。
Tracker是LeakTrackingObjectPool的内部类,其目的是为了方便我们对对象本身进行维护跟踪,其定义如下:
1: private class Tracker : IDisposable
2: {
3: private readonly string _stack;
4: private bool _disposed;
5:
6: public Tracker()
7: {
8: _stack = Environment.StackTrace;
9: }
10:
11: public void Dispose()
12: {
13: _disposed = true;
14: GC.SuppressFinalize(this);
15: }
16:
17: ~Tracker()
18: {
19: if (!_disposed && !Environment.HasShutdownStarted)
20: {
21: Debug.Fail($"{typeof(T).Name} was leaked. Created at: {Environment.NewLine}{_stack}");
22: }
23: }
24: }
.NET Core 3.0之深入源码理解ObjectPool(二)的更多相关文章
- .NET Core 3.0之深入源码理解HttpClientFactory(二)
写在前面 上一篇文章讨论了通过在ConfigureServices中调用services.AddHttpClient()方法,并基于此进一步探讨了DefaultHttpClientFactory是 ...
- .NET Core 3.0之深入源码理解Host(二)
写在前面 停了近一个月的技术博客,随着正式脱离996的魔窟,接下来也正式恢复了.本文从源码角度进一步讨论.NET Core 3.0 中关于Host扩展的一些技术点,主要讨论Long Run Pro ...
- .NET Core 3.0之深入源码理解ObjectPool(一)
写在前面 对象池是一种比较常用的提高系统性能的软件设计模式,它维护了一系列相关对象列表的容器对象,这些对象可以随时重复使用,对象池节省了频繁创建对象的开销. 它使用取用/归还的操作模式,并重复执行这些 ...
- .NET Core 3.0之深入源码理解Configuration(二)
文件型配置基本内容 上一篇文章讨论了Configuration的几个核心对象,本文继续讨论Configuration中关于文件型配置的相关内容.相比较而言,文件型配置的使用场景更加广泛,用户自定义 ...
- .NET Core 3.0之深入源码理解Startup的注册及运行
原文:.NET Core 3.0之深入源码理解Startup的注册及运行 写在前面 开发.NET Core应用,直接映入眼帘的就是Startup类和Program类,它们是.NET Core应用程 ...
- .NET Core 3.0之深入源码理解Configuration(一)
Configuration总体介绍 微软在.NET Core里设计出了全新的配置体系,并以非常灵活.可扩展的方式实现.从其源码来看,其运行机制大致是,根据其Source,创建一个Builder实例,并 ...
- .NET Core 3.0之深入源码理解Kestrel的集成与应用(一)
写在前面 ASP.NET Core 的 Web 服务器默认采用Kestrel,这是一个基于libuv(一个跨平台的基于Node.js异步I/O库)的跨平台.轻量级的Web服务器. 在开始之前,先回 ...
- .NET Core 3.0之深入源码理解Kestrel的集成与应用(二)
前言 前一篇文章主要介绍了.NET Core继承Kestrel的目的.运行方式以及相关的使用,接下来将进一步从源码角度探讨.NET Core 3.0中关于Kestrel的其他内容,该部分内容,我们 ...
- .NET Core 3.0之深入源码理解HealthCheck(一)
写在前面 我们的系统可能因为正在部署.服务异常终止或者其他问题导致系统处于非健康状态,这个时候我们需要知道系统的健康状况,而健康检查可以帮助我们快速确定系统是否处于正常状态.一般情况下,我们会提供公开 ...
随机推荐
- 深入解析 Kubebuilder:让编写 CRD 变得更简单
作者 | 刘洋(炎寻) 阿里云高级开发工程师 导读:自定义资源 CRD(Custom Resource Definition)可以扩展 Kubernetes API,掌握 CRD 是成为 Kubern ...
- Spark学习之RDDs介绍
什么是RDDS? RDDS即Resilient distributed datasets(弹性分布式数据集). Spark中,所有计算都是通过RDDs的创建,转换,操作完成的. 一个RDD是一个不可改 ...
- ##发送post时,设置了utf-8,中文还是乱码?
发送post时,设置了utf-8,中文还是乱码? 我们用HttpUrlConnection或HttpClient发送了post请求,其中有中文,虽然我们两边都设置了utf-8,但还是乱码? 我们在re ...
- Centos安装PhantomJS
1.下载PhantomJS [root@liuge ~]# wget https://bitbucket.org/ariya/phantomjs/downloads/phantomjs-2.1.1-l ...
- spring bean的生命周期与springmvc的生命周期
配置在Spring中的Bean在Spring容器中从加载到销毁会经历那些过程呢?如果实现一些特定的Spring接口,这些特定接口的方法会在什么时候被调用呢?本文简单介绍一下这些过程. Bean在Spr ...
- 阿里云服务器CentOS6.9 nexus私服使用
exus安装成功之后,我们开始使用. 登录nexus: 访问地址:http:ip地址:8081/nexus 默认登录账号:admin 密码:admin123 登录成功之后页面: 点击[Reposito ...
- SUSE CaaS Platform 4 - 简介
SUSE CaaS Platform KUBERNETES - 面向企业 SUSE CaaS Platform 是一款企业级容器管理解决方案,可让 IT 和 DevOps 专业人士更轻松地部署.管理和 ...
- MySQL数据库从复制及企业配置实践
在实际生产中,数据的重要性不言而喻: 如果我们的数据库只有一台服务器,那么很容易产生单点故障的问题,比如这台服务器访问压力过大而没有响应或者奔溃,那么服务就不可用了,再比如这台服务器的硬盘坏了,那么整 ...
- Scala 学习笔记之函数(3)
class student{ def sayHello(name: => String){ println(s"Hello, $name, welcome $name") } ...
- java第1天:简介,入门程序,变量,常量
1 java语言简介 美国的SUN公司开发的静态面向对象的编程语言,后来被甲骨文公司收购,现在也是全球范围内最受欢迎的编程语言. *** 2 计算机进制的相互转换 进制 英文代号 2进制 bin 8进 ...