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.NET Core中对象池Object Pool的使用方法是什么

发表于:2025-01-17 作者:千家信息网编辑
千家信息网最后更新 2025年01月17日,这篇文章主要讲解了".NET Core中对象池Object Pool的使用方法是什么",文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习".NET Core中
千家信息网最后更新 2025年01月17日.NET Core中对象池Object Pool的使用方法是什么

这篇文章主要讲解了".NET Core中对象池Object Pool的使用方法是什么",文中的讲解内容简单清晰,易于学习与理解,下面请大家跟着小编的思路慢慢深入,一起来研究和学习".NET Core中对象池Object Pool的使用方法是什么"吧!

一、什么是对象池

对象池简单来说就是一种为对象提供可复用能力的软件设计思路。我们常说有借有还,再借不难,而对象池就是通过借和还这样两个动作来保证对象可以被重复使用,从而节省频繁创建对象的性能开销。对象池最常用的场景是游戏设计,因为在游戏中大量存在着可复用的对象,源源不断的子弹出现并不是循环再生的。在数据库中存在着被称为连接池的东西,每当出现数据库无法连接的情况时,经验丰富的开发人员往往会先检查连接池是否满了,这其实就是对象池模式在特定领域的具体实现。因此对象池本质上就是负责一组对象创建和销毁的容器。 对象池最大的优势是可以自主地管理池子内的每个对象,决定它们是需要被回收还是可以重复使用。我们都知道创建一个新对象需要消耗一定的系统资源,一旦这些对象可以重复地使用就可以节省系统资源开销,这对提高系统性能会非常有帮助。下面的代码实微软官方文档实现的一个简单的对象池:


public class ObjectPool : IObjectPool{        private Func _instanceFactory;        private ConcurrentBag _instanceItems;        public ObjectPool(Func instanceFactory)        {                _instanceFactory = instanceFactory ??                 throw new ArgumentNullException(nameof(instanceFactory));                _instanceItems = new ConcurrentBag();        }        public T Get()        {                T item;                if (_instanceItems.TryTake(out item)) return item;                return _instanceFactory();        }        public void Return(T item)        {                _instanceItems.Add(item);        }}

二、.NET Core 中的对象池

.NET Core 中微软已经为我们提供了对象池的实现,即Microsoft.Extensions.ObjectPool。它主要提供了三个核心的组件,分别是ObjectPoolObjectPoolProviderIPooledObjectPolicyObjectPool是一个抽象类,对外提供了Get和Return两个方法,这就是所谓的有借有还。ObjectPoolProvider同样是一个抽象类,它的职责就是创建ObjectPool,它提供了两个Create方法,两者的区别是无参数版本本质上使用的是DefaultPooledObjectPolicy。它和DefaultObjectPool、DefaultObjectPoolProvider都是微软提供的默认实现,IPooledObjectPolicy可以为不同的对象池定义不同的策略,来决定对象如何借、是否可以还。DefaultObjectPool内部使用ObjectWrapper[]来管理对象,ObjectWrapper[]的大小等于 maximumRetained-1,默认情况下maximumRetained等于Environment.ProcessorCount * 2,这里主要用到了Interlocked.CompareExchange()方法,

具体代码如下:

public override T Get(){  var item = _firstItem;  if (item == null || Interlocked.CompareExchange(ref _firstItem, null, item) != item)  {    var items = _items;    for (var i = 0; i < items.Length; i++)    {      item = items[i].Element;      if (item != null && Interlocked.CompareExchange(ref items[i].Element, null, item) == item)      {        return item;      }    }    item = Create();  }  return item;}// Non-inline to improve its code quality as uncommon path[MethodImpl(MethodImplOptions.NoInlining)]private T Create() => _fastPolicy?.Create() ?? _policy.Create();public override void Return(T obj){  if (_isDefaultPolicy || (_fastPolicy?.Return(obj) ?? _policy.Return(obj)))  {    if (_firstItem != null || Interlocked.CompareExchange(ref _firstItem, obj, null) != null)    {      var items = _items;      for (var i = 0; i < items.Length && Interlocked.CompareExchange(ref items[i].Element, obj, null) != null; ++i)      {      }    }  }}

这里用到Interlocked.CompareExchange()方法,Get()方法将items[i].Elementnull进行交换,将指定元素设为 null 并返回原始值。Return()方法将items[i].Element和obj交换后的值不为 null,表示指定元素已经归还,这个方法只有在第一个参数和第三个参数相等时才会发生交换。

说了这么多,我们来看一下对象池具体的用法:

var service = new ServiceCollection();//使用DefaultObjectPoolProviderservice.AddSingleton();//使用默认策略service.AddSingleton>(serviceProvider =>{  var objectPoolProvider = serviceProvider.GetRequiredService();  return objectPoolProvider.Create();});//使用自定义策略service.AddSingleton>(serviceProvider =>{  var objectPoolProvider = serviceProvider.GetRequiredService();  return objectPoolProvider.Create(new FooObjectPoolPolicy());});var serviceProvider = _service.BuildServiceProvider();var objectPool = _serviceProvider.GetService>();//有借有还,两次是同一个对象var item1 = objectPool.Get();objectPool.Return(item1);var item2 = objectPool.Get();Assert.AreEqual(item1, item2);//true//有借无还,两次是不同的对象var item3 = objectPool.Get();var item4 = objectPool.Get();Assert.AreEqual(item3, item4);//false

上面的代码中Foo和FooObjectPoolPolicy是两个工具类:

public class Foo{  public string Id { get; set; }  public DateTime? CreatedAt { get; set; }  public string CreatedBy { get; set; }}public class FooObjectPoolPolicy : IPooledObjectPolicy{  public Foo Create()  {    return new Foo()    {      Id = Guid.NewGuid().ToString("N"),      CreatedAt = DateTime.Now,      CreatedBy = "zs"    };  }  public bool Return(Foo obj)  {    return true;  }}

TIP:当你需要控制对象池内的对象如何被创建的时候,你可以考虑实现自定义的IPooledObjectPolicy,反之DefaultPooledObjectPolicy实现完全可以满足你的使用。

感谢各位的阅读,以上就是".NET Core中对象池Object Pool的使用方法是什么"的内容了,经过本文的学习后,相信大家对.NET Core中对象池Object Pool的使用方法是什么这一问题有了更深刻的体会,具体使用情况还需要大家实践验证。这里是,小编将为大家推送更多相关知识点的文章,欢迎关注!

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