C#的对象池课件

用C#建立通用对象池[1] 　　在系统设计中，经常会使用“池”的概念。比如数据库连接池，socket连接池，线程池，组件队列。“池”可以节省对象重复创建和初始化所耗费 的时间，可以简化对象获取和使用的过程。对于那些被系统频繁请求和使用的对象，如果使用这种机制，可以使系统性能得到很大提高。特别象数据库连接这种对 象，客户端与数据库服务器端建立连接时，是比较慢的，如果每次进行数据库操作，都要先进行数据库连接，系统效率将非常低下。 “池”的概念就是将被使用的对象事先创建好，保存在列表中，供客户端取用。当客户端取得一个对象时，这个对象就已经是按照特定上下文环境初始化好，马上即 可使用的了。当客户端使用完毕，需要将对象归还给“池”，最后，在系统生命期结束时，由“池”统一释放这些对象。从另一个概念上来说，这也是一种“以空间 换时间”的做法，我们在内存中保存一系列整装待命的对象，供人随时差遣。与系统效率相比，这些对象所占用的内存空间太微不足道了。 “池”的结构是通用的，就是不管他里面保存的是哪一种对象，他的工作方法都基本不变。无非是初始化一系列对象，然后提供一个获取可用对象，一个归还对象的接口。 基于这种考虑，我们可以建立一个通用的对象池，只要某些对象符合“一些基本要求”（这个基本要求，可以使用Interface模式来限定），就可以使用通用对象池来存取和管理。 用C#建立通用对象池[2] 创建一个接口，用于限定对象池中所保存的对象的基本行为： 复制C#代码保存代码public interface IDynamicObject { void Create(Object param); Object GetInnerObject(); bool IsValidate(); void Release(); } 我们在对象池中存放的对象，必须继承上面的接口，并实现接口定义的每一个方法。 Create方法中，用户可以用来创建实际的对象，如建立数据库连接，并打开这个连接；GetInnerObject方法，使用户可以返回这个实际 的对象，如一个SqlConnection对象；IsValidate方法是用来判断用户自定义对象的有效性的，是对象池决定是否重新创建对象的标志； Release方法中，用户可以进行资源释放工作。 有了上面的接口定义，为我们可以在列表中保存用户自定义对象打下了基础。下面就是要实现这个ObjectPool了。 用户自定义对象在我们的ObjectPool中，可以用列表存储，如ArrayList或者Hashtable，为了表示每个用户对象的状态，我们 还需要将用户自定义对象包装一下，然后在放到列表中保存。下面定义了一个ObjectPool类的子类，用于包装用户自定义对象： 复制C#代码保存代码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(); Create(); } public void Release() { _object.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 这个类，一个关键的属性是Using，该属性表示对象是否正在被被用户使用。注意，PoolItem创建时，接受一个Object类型的Param参 数，这个参数最后被传递给用户自定义对象的Create方法。用户可以利用这一点，在创建ObjectPool时指定一些参数，供其自定义对象在创建时使 用。比如创建SocketPool时，将服务器IP，端口通过Param传递给自定义对象的Create方法，用户就可以在Create方法中连接指定的 服务器了。 以下是ObjectPool的具体实现代码： 复制C#代码保存代码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; } public void Release() { 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() { lock (this) { 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) { lock (this) { 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; lock (this) { 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; } } 用C#建立通用对象池[3] 　　虽然.NET对数据库连接已经提供了连接池，但是，经测试，使用上述通用对象池实现的数据库连接池，效率要比直接使用.NET管理的连接池高。因为他减少了Open和Close操作，从而节省了时间。 代码如下： 复制C#代码保存代码public class DBPool { private class SqlConnectionObject : IDynamicObject { private SqlConnection _SqlConn; public SqlConne