go-common-pool设计原理分析

common-pool：

对于一些对象的频繁创建会带来很大的系统开销，并且需要对对象数量进行控制来降低资源消耗，比如数据库连接，线程等

common-pool采用了缓存思想来解决这个问题，预先把一些对象资源创建好并统一保存起来，也就是保存到逻辑上的对象池中

等到需要对象时从池中直接获取，不需要时归还到池中

目前对象池技术已经有很多开源优秀的库了，比如：Java实现的Apache Commons Pool、Go Commons Pool

go-common-pool就是参照Apache Commons Pool的思想，用go语言实现的一个通用对象池

原理分析

几个重要的数据结构介绍

factory：

包含了一个通用对象常用的方法集合，可以理解为一个接口，client可以根据不同的对象特性自定义操作

ObjectPool：

主要包含了对象池的一些属性方法

idleObjects是一个双向队列结构，保存一些可用对象，可以用FIFO、LIFO方式访问对象

allObjectsy是一个map结构，根据key-value形式保存对象，主要用来校验对象是否存在合法

也就是说一个对象在对象池中保存两份数据，对象池会启动一个协程定时维护对象

config：

包含对象池的一些配置

初始化过程

启动一个go run去定时维护对象池中的对象集合，主要分以下几步

第一步：检查空闲对象集合剔除即将失效或者已经失效对象(通过factory.Validate()判断)，不会全量检查只会检查一定数量或者比例的空闲对象(数量可配置)

第二步：遍历allObjects集合中的所有对象，剔除失效对象

第三步：判断idleObjectsCount是否大于MinIdleCount，如果小于则创建对象，并往空闲对象队列里添加节点，直到二者相等

疑问：二者是同一个分支执行过程，既然有了第一部分的检查，不知道第二步存在的意义是什么。

获取对象：BorrowObject

首先会去idleObjects队列里面获取一个对象，如果为空说明队列里面没有现成的对象，则去创建一个新的对象

在创建对象的过程中会先更新createCount，然后判断createCount是否大于MaxTotal

如果小于则继续创建对象，调用factory.Make()创建真正的对象，更新allObjects集合，如果创建成功返回新对象，如果失败返回nil

如果大于则说明对象池容量已经达到最大值，

这时候有两种选择，一种是返回错误，一种是先阻塞当前协程，等到其他协程归还对象后发送一个信号，唤醒当前协程最终获取到对象

第二种方式中支持两个设置：

一种是无限等待时间直到有错误产生，监听一种channel即可

一种是指定超时时间，超时后返回空对象和错误，需要用select监听两个channel，除了与其他协程通信channel之外，还需要一个Timer.C channel时间超时channel

伪代码可以简化为:

func takeWhithTimeout(){
　　for a:=next();a==nil;a=next() {
       if 没有剩余时间了
             return nil
       if 可以终止了
             return nil
       a.f()
　　}
　　return a
}

func  (a Node) f() {
　　select {
　　　　case <-a.ch: //通知channel，获取到通知说明其队列里已经有了可用对象了，同时计算一下执行当前case后还有多少时间超时
　　　　　　return 剩余时间
　　　　case <-Time.After(timeout): //时间超时channel
　　　　　　return 超时了可以终止了
　　}
}

　　

归还对象：ReturnObject

1. 去allObjects去检查归还对象是否合法存在

2. 校验归还对象是否有效，调用factory.Validate()

3. 判断idleObjectsCount是否大于MaxIdleCount，如果小于则添加对象到idleObjects队列，否则销毁对象

总结：

go-common-pool对象池中还有很多细节没有体现出来，上面只有对整个对象池几个重要的操作进行了一个简单版的描述，后续会更新一些细节实现上的技巧

在这里我想总结下个人认为比较重要的几点

1. 一个对象的操作make(创建)-->active(激活)-->validate(校验)-->destory(销毁)-->passivate(钝化)

创建、校验操作是很容易理解也是很常用的两个操作，一般对象定义好这两个操作就可以了。

激活、钝化不容易理解，这两个操作是相对的，一个是初始化对象，一个是反初始化对象，消除之前对象占用的一些资源，

具体需要结合应用场景，不同的对象类型比如数据库连接，socket连接，线程对应不同的操作，在翻阅了一些资料后还没找到一个很好的解释。

2. poolObject是整个对象池很核心的一个对象，对外连接factory的对象操作，对内连接allObjects、idleObjects集合的操作

idleObjects/allObjects都是通过锁机制来保证线程安全操作的

几个重要事件：

一个对象加入idleObjects时需要进行(钝化)操作

一个对象在获取时需要进行(激活-->校验)操作

一个对象在归还时需要进行(校验-->钝化)操作

其中任何一步失败都需要销毁对象

3. 获取对象时支持阻塞非阻塞两种方式