您现在的位置：程式碼之家 >> 編程語言 > >> Java 程式設計 >> Java 綜合教學

JavaWeb 框架設計：自定義對象存儲池 ObjectPool 實現詳解

編輯：Java 綜合教學

設計初衷與核心思路

在 JavaWeb 應用中，頻繁創建銷毀 Bean、DAO 等對象會帶來較大的 GC 壓力。為了解決這一問題，本文實現了一個基於單例模式的通用對象池 ObjectPool，支持對象的複用、定期清理與線程安全操作。

核心設計要點

單例模式：全局唯一訪問入口，內部持有後台清理線程。
接口規範：欲入池的類必須實現 AllowEnterObjectPool 接口，定義初始化與批量補充邏輯。
雙映射結構：
- hashMapForStorageObject：ClassName → List<Object>，按類別存儲對象實例，取放均操作 List 索引 0 位置（棧式）。
- hashMapForObjectUsedTime：ClassName@ObjectHashCode → Integer，記錄對象被取出次數，作為清理依據。
線程安全：所有公共方法均以 synchronized(this) 加鎖。
定期清理：內部 clock 線程每 checkTime（預設 1 小時）掃描一次，若某類對象數量超過 minNumber（預設 30），則移除未被使用的對象並重置統計。

關鍵類與接口定義

AllowEnterObjectPool 接口

public interface AllowEnterObjectPool {
    ObjectPool objectPool = ObjectPool.getInstance();
    // 放入池前恢復默認狀態
    void initialMember();
    // 池中無可用對象時批量補充
    void batchAddSelf();
}

ObjectPool 核心實現（節選關鍵邏輯）

public class ObjectPool implements Debug, Assistant {
    private int minNumber = 30;
    private int checkTime = 60 * 60 * 1000; // 1小時
    
    private HashMap<String, ArrayList> hashMapForStorageObject = new HashMap<>();
    private HashMap<String, Integer> hashMapForObjectUsedTime = new HashMap<>();
    private static ObjectPool objectPool = new ObjectPool();
    
    private ObjectPool() { new clock().start(); }
    
    // 取出對象：優先復用，無則創建並觸發批量補充
    public <T> T takeOut(Class<T> object) {
        synchronized (this) {
            String className = object.getName();
            ArrayList<T> objectList = hashMapForStorageObject.get(className);
            if (objectList == null || objectList.size() == 0) {
                // 創建新實例並調用 batchAddSelf 批量補充
                T createObject = object.newInstance();
                Method m = object.getMethod("batchAddSelf");
                m.invoke(createObject);
                if (objectList == null) {
                    objectList = new ArrayList<>();
                    hashMapForStorageObject.put(className, objectList);
                }
                objectList.add(createObject);
            }
            T returnObject = objectList.remove(0); // 棧頂取出
            // 記錄使用次數
            String flag = className + "@" + Integer.toHexString(returnObject.hashCode());
            hashMapForObjectUsedTime.merge(flag, 1, Integer::sum);
            return returnObject;
        }
    }
    
    // 歸還對象：恢復狀態後放入棧頂
    public synchronized void put(AllowEnterObjectPool obj) {
        obj.initialMember();
        String className = obj.getClass().getName();
        ArrayList list = hashMapForStorageObject.computeIfAbsent(className, k -> new ArrayList());
        list.add(0, obj);
    }
    
    // 定期清理：移除未使用對象，重置統計
    public synchronized void clearObject() {
        for (String key : hashMapForStorageObject.keySet()) {
            ArrayList list = hashMapForStorageObject.get(key);
            if (list.size() < minNumber) continue;
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                Object obj = list.get(i);
                String flag = key + "@" + Integer.toHexString(obj.hashCode());
                if (hashMapForObjectUsedTime.get(flag) == null) {
                    list.remove(i--);
                    hashMapForObjectUsedTime.remove(flag);
                    if (list.size() == minNumber) break;
                }
            }
        }
        hashMapForObjectUsedTime.clear();
    }
    
    // 內部清理線程
    private class clock extends Thread {
        public void run() {
            while (true) {
                try { Thread.sleep(checkTime); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }
                clearObject();
            }
        }
    }
}

業務對象示例：Message 類

public class Message implements AllowEnterObjectPool {
    private String name; private int age;
    
    public void initialMember() { name = ""; age = 0; }
    
    public void batchAddSelf() {
        for (int i = 0; i < 10; i++) 
            objectPool.put(new Message());
    }
    
    // getter/setter 略
}

使用方式

// 獲取對象
Message msg = ObjectPool.getInstance().takeOut(Message.class);
msg.setName("Test"); msg.setAge(25);
// 業務處理...
// 歸還對象
ObjectPool.getInstance().put(msg);