.NET Core中对象池Object Pool的使用方法是什么

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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<T> : iobjectPool<T>{private Func<T> _instanceFactory;private ConcurrentBag<T> _instanceItems;public ObjectPool(Func<T> instanceFactory){_instanceFactory = instanceFactory ?? throw new ArgumentNullException(nameof(instanceFactory));_instanceItems = new ConcurrentBag<T>();}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

在.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ObjectPool、ObjectPoolProvider和IPooledObjectPolicy。ObjectPool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].Element和null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<ObjectPoolProvider, DefaultObjectPoolProvider>();//使用默认策略service.AddSingleton<ObjectPool<Foo>>(serviceProvider =>{  var objectPoolProvider = serviceProvider.GetRequiredService<ObjectPoolProvider>();  return objectPoolProvider.Create<Foo>();});//使用自定义策略service.AddSingleton<ObjectPool<Foo>>(serviceProvider =>{  var objectPoolProvider = serviceProvider.GetRequiredService<ObjectPoolProvider>();  return objectPoolProvider.Create(new FooObjectPoolPolicy());});var serviceProvider = _service.BuildServiceProvider();var objectPool = _serviceProvider.GetService<ObjectPool<Foo>>();//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<Foo>{  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<T>，反之DefaultPooledObjectPolicy<T>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。这里是编程网，小编将为大家推送更多相关知识点的文章，欢迎关注！