.NET Core 3.0之深入源码理解ObjectPool(二)
寫在前面
前文主要介紹了ObjectPool的一些理論基礎,本文主要從源碼角度理解Microsoft.Extensions.ObjectPool是如何實現的。下圖為其三大核心組件圖:
核心組件
ObjectPool
ObjectPool是一個泛型抽象類,里面只有兩個抽象方法,Get和Return。它從底層定義了最一般的接口。
Get方法用于從對象池獲取到可用對象,如果對象不可用則創建對象并返回出來
Return方法用戶將對象返回到對象池
源碼如下:
ObjectPoolProvider
ObjectPoolProvider也是抽象類,其內部內置了一個已經實現的Create泛型方法以及一個抽象Create方法,這代表兩種ObjectPool的創建方式,一個是基于默認策略的,一個是基于用戶自定義策略的。
IPooledObjectPolicy
這個接口是一個泛型接口,用于提供一種策略來管理對象池中的對象,同樣也有兩個方法,Create和Return。
Create方法用于創建相關類型實例
Return方法用于將已經使用好的對象放回到對象池的時候進行邏輯處理,包括對象的狀態重置以及是否能夠放回到對象池
該接口有一個實現PooledObjectPolicy,這是一個抽象類,內部有兩個抽象方法:
實現機制
其內部實現邏輯較為簡單,充分考慮到了一般實現、對象追蹤、對象釋放等場景的使用方式。
以下為其邏輯圖:
DefaultObjectPool
DefaultObjectPool實現了ObjectPool,其內部維護了一個結構體類型的私有數組,用于存儲相關對象。該數組的大小在構造函數中定義,其實際大小為輸入值減去1(默認情況下,其值為邏輯處理器數量的兩倍)主要是因為DefaultObjectPool單獨將首項定義了出來。
以下為DefaultObjectPool中Get和Return的實現:
通過源碼可以知道這兩個方法大量使用了Interlocked.CompareExchange:
比較location1與comparand,如果不相等,什么都不做;如果location1與comparand相等,則用value替換location1的值。無論比較結果相等與否,返回值都是location1中原有的值。
Interlocked.CompareExchange的使用確保了線程安全性。
DefaultObjectPoolProvider
DefaultObjectPoolProvider實現了ObjectPoolProvider,該類重寫了Create方法并返回ObjectPool對象。該類還定義了MaximumRetained屬性,默認情況下,其值為邏輯處理器數量的兩倍。
其源碼如下,比較簡單:
其中DisposableObjectPool是DefaultObjectPool類的派生類,這個類也實現了IDisposable,用于創建可手動釋放的ObjectPool對象。
其相關代碼如下:
DefaultPooledObjectPolicy
該類繼承了PooledObjectPolicy,實現也非常簡單。
不過值得注意的是,PooledObjectPolicy還有一個實現StringBuilderPooledObjectPolicy,這個類從命名上看就知道是基于StringBuilder的。其內部默認定義了StringBuilder的大小以及初始化容量。并確定了超出容量后,將不允許歸還對象。
在我們自定義PooledObjectPolicy的時候,可以參考這段實現去擴展新的PooledObjectPolicy對象。
我們看一下源碼:
對象追蹤
該庫內部定義了LeakTrackingObjectPool和LeakTrackingObjectPoolProvider用于追蹤對象狀態。
LeakTrackingObjectPoolProvider會根據構造函數傳入的ObjectPoolProvider類型對象,創建LeakTrackingObjectPool實例。
LeakTrackingObjectPool內部定義了ConditionalWeakTable<T, Tracker>類型的數組,MSDN的解釋是使編譯器可以將對象字段動態附加到托管對象,這個對象會自動維護內部的鍵值對,而不會一直使其停留在內存中。
Tracker是LeakTrackingObjectPool的內部類,其目的是為了方便我們對對象本身進行維護跟蹤,其定義如下:
總結
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