「java引用池」java的引用是什么意思
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Java中的几种常量池
字符串常量池：当类加载完成，在堆中生成字符串对象实例，然后将该字符串对象实例的引用值存到string pool中。
class文件常量池：用于存放编译器生成的各种字面量(Literal)和符号引用(Symbolic References)。
运行时常量池：当类加载到内存中后，jvm就会将class常量池中的内容存放到运行时常量池中。
java JVM的string pool（字符串池）中存的到底是引用还是对象？
存的是对象这个毫无争议。string pool是是在方法区开辟的空间，也是堆内存的一部分，一般引用是保存在栈上的
Java堆中到底存放些什么？
当Java程序创建一个类的实例或者数组时，都在堆中为新的对象分配内存。虚拟机中只有一个堆，所有的线程都共享他。Java中所有的对象都存放在堆中，包括class对象和异常对象。 那么这些对象中有存放些什么呢？实例数据是肯定的，还有就是当通过对象访问类信息时就必须有一个指针将对象和方法区中的类信息关联起来，关联的方法有多种。一个可能的堆的设计是将堆分为两个部分：引用池和对象池。一个对象的引用就是指向引用池的本地指针。每一个引用池中的条目都包含两个部分：指向对象池中对 象数据的指针和方法区中对象类数据的指针。这种设计能够方便Java虚拟机堆碎片的整理。当虚拟机在对象池中移动一个对象的时候，只需要修改对应引用池中 的指针地址。但是每次访问对象的数据都需要处理两次指针。下图演示了这种堆的设计。 另一种堆的设计是：一个对象的引用就是一个指向一堆数据和指向相应对象的偏移指针。这种设计方便了对象的访问，可是对象的移动要变的异常复杂。下图演示了这种设计 无论虚拟机实现者使用哪一种设计，他都可能为每一个对象保存一个类似方法列表的信息。因为他可以提升对象方法调用的速度，对提升虚拟机的性能非常重要，但 是虚拟机的规范中比没有要求必须实现类似的数据结构。下图描述了这种结构。图中显示了一个对象引用相关联的所有的数据结构，包括： 1）、一个指向类型数据的指针 2）、一个对象的方法列表。方法列表是一个指向所有可能被调用对象方法的指针数组。方法数据包括三个部分：操作码堆栈的大小和方法堆栈的本地变量区；方法的字节码；异常列表。 除此之外，堆上的对象数据还有一种逻辑部分，那就是对象锁，这是一个互斥对象。虚拟机中的每个对象都有一个对象锁，它被用于协调多个线程访问同一个对象时的同步。只有当第一次需要加锁的时候才分配对应的锁数据，但这时虚拟机需要用某种间接方法来联系对象数据和对应的锁数据。这也是为什么很多对象在其整个生命周期内都没有被任何线程加锁。除了实现锁所需要的数据外，每个Java对象逻辑上还与实现等待集合（wait set）相关联。 最后一种数据类型-是与垃圾收集器有关的数据。垃圾收集器必须以某种方式跟踪程序引用的每个对象，这个任务不可避免的要附加一些数据给这些对象。
Java对象池技术的原理及其实现
摘 要 本文在分析对象池技术基本原理的基础上 给出了对象池技术的两种实现方式 还指出了使用对象池技术时所应注意的问题
关键词 对象池 对象池技术 Java 对象 性能
Java对象的生命周期分析
Java对象的生命周期大致包括三个阶段 对象的创建 对象的使用 对象的清除 因此 对象的生命周期长度可用如下的表达式表示 T = T + T +T 其中T 表示对象的创建时间 T 表示对象的使用时间 而T 则表示其清除时间 由此 我们可以看出 只有T 是真正有效的时间 而T T 则是对象本身的开销 下面再看看T T 在对象的整个生命周期中所占的比例
我们知道 Java对象是通过构造函数来创建的 在这一过程中 该构造函数链中的所有构造函数也都会被自动调用 另外 默认情况下 调用类的构造函数时 Java会把变量初始化成确定的值 所有的对象被设置成null 整数变量（byte short int long）设置成 float和double变量设置成 逻辑值设置成false 所以用new关键字来新建一个对象的时间开销是很大的 如表 所示
表 一些操作所耗费时间的对照表
运算操作 示例 标准化时间 本地赋值 i = n 实例赋值 this i = n 方法调用 Funct() 新建对象 New Object() 新建数组 New int[ ]
从表 可以看出 新建一个对象需要 个单位的时间 是本地赋值时间的 倍 是方法调用时间的 倍 而若新建一个数组所花费的时间就更多了
再看清除对象的过程 我们知道 Java语言的一个优势 就是Java程序员勿需再像C/C++程序员那样 显式地释放对象 而由称为垃圾收集器（Garbage Collector）的自动内存管理系统 定时或在内存凸现出不足时 自动回收垃圾对象所占的内存 凡事有利总也有弊 这虽然为Java程序设计者提供了极大的方便 但同时它也带来了较大的性能开销 这种开销包括两方面 首先是对象管理开销 GC为了能够正确释放对象 它必须监控每一个对象的运行状态 包括对象的申请 引用 被引用 赋值等 其次 在GC开始回收 垃圾 对象时 系统会暂停应用程序的执行 而独自占用CPU
因此 如果要改善应用程序的性能 一方面应尽量减少创建新对象的次数 同时 还应尽量减少T T 的时间 而这些均可以通过对象池技术来实现
对象池技术的基本原理
对象池技术基本原理的核心有两点 缓存和共享 即对于那些被频繁使用的对象 在使用完后 不立即将它们释放 而是将它们缓存起来 以供后续的应用程序重复使用 从而减少创建对象和释放对象的次数 进而改善应用程序的性能 事实上 由于对象池技术将对象限制在一定的数量 也有效地减少了应用程序内存上的开销
实现一个对象池 一般会涉及到如下的类
）对象池工厂（ObjectPoolFactory）类
该类主要用于管理相同类型和设置的对象池（ObjectPool） 它一般包含如下两个方法
createPool 用于创建特定类型和设置的对象池
destroyPool 用于释放指定的对象池
同时为保证ObjectPoolFactory的单一实例 可以采用Singleton设计模式 见下述getInstance方法的实现
public static ObjectPoolFactory getInstance() { if (poolFactory == null) { poolFactory = new ObjectPoolFactory(); } return poolFactory; }
）参数对象（ParameterObject）类
该类主要用于封装所创建对象池的一些属性参数 如池中可存放对象的数目的最大值（maxCount） 最小值（minCount）等
）对象池（ObjectPool）类
用于管理要被池化对象的借出和归还 并通知PoolableObjectFactory完成相应的工作 它一般包含如下两个方法
getObject 用于从池中借出对象
returnObject 将池化对象返回到池中 并通知所有处于等待状态的线程
）池化对象工厂（PoolableObjectFactory）类
该类主要负责管理池化对象的生命周期 就简单来说 一般包括对象的创建及销毁 该类同ObjectPoolFactory一样 也可将其实现为单实例
通用对象池的实现
对象池的构造和管理可以按照多种方式实现 最灵活的方式是将池化对象的Class类型在对象池之外指定 即在ObjectPoolFactory类创建对象池时 动态指定该对象池所池化对象的Class类型 其实现代码如下
public ObjectPool createPool(ParameterObject paraObj Class clsType) { return new ObjectPool(paraObj clsType); }
其中 paraObj参数用于指定对象池的特征属性 clsType参数则指定了该对象池所存放对象的类型 对象池（ObjectPool）创建以后 下面就是利用它来管理对象了 具体实现如下
public class ObjectPool { private ParameterObject paraObj;//该对象池的属性参数对象 private Class clsType;//该对象池中所存放对象的类型 private int currentNum = ; //该对象池当前已创建的对象数目 private Object currentObj;//该对象池当前可以借出的对象 private Vector pool;//用于存放对象的池 public ObjectPool(ParameterObject paraObj Class clsType) { this paraObj = paraObj; this clsType = clsType; pool = new Vector(); } public Object getObject() { if (pool size() = paraObj getMinCount()) { if (currentNum = paraObj getMaxCount()) { //如果当前池中无对象可用 而且已创建的对象数目小于所限制的最大值 就利用 //PoolObjectFactory创建一个新的对象 PoolableObjectFactory objFactory =PoolableObjectFactory getInstance(); currentObj = objFactory create Object (clsType); currentNum++; } else { //如果当前池中无对象可用 而且所创建的对象数目已达到所限制的最大值 //就只能等待其它线程返回对象到池中 synchronized (this) { try { wait(); } catch (InterruptedException e) { System out println(e getMessage()); e printStackTrace(); } currentObj = pool firstElement(); } } } else { //如果当前池中有可用的对象 就直接从池中取出对象 currentObj = pool firstElement(); } return currentObj; } public void returnObject(Object obj) { // 确保对象具有正确的类型 if (obj isInstance(clsType)) { pool addElement(obj); synchronized (this) { notifyAll(); } } else { throw new IllegalArgumentException( 该对象池不能存放指定的对象类型 ); } } }
从上述代码可以看出 ObjectPool利用一个java util Vector作为可扩展的对象池 并通过它的构造函数来指定池化对象的Class类型及对象池的一些属性 在有对象返回到对象池时 它将检查对象的类型是否正确 当对象池里不再有可用对象时 它或者等待已被使用的池化对象返回池中 或者创建一个新的对象实例 不过 新对象实例的创建并不在ObjectPool类中 而是由PoolableObjectFactory类的createObject方法来完成的 具体实现如下
public Object createObject(Class clsType) { Object obj = null; try { obj = clsType newInstance(); } catch (Exception e) { e printStackTrace(); } return obj; }
这样 通用对象池的实现就算完成了 下面再看看客户端（Client）如何来使用它 假定池化对象的Class类型为StringBuffer
//创建对象池工厂 ObjectPoolFactory poolFactory = ObjectPoolFactory getInstance (); //定义所创建对象池的属性 ParameterObject paraObj = new ParameterObject( ); //利用对象池工厂 创建一个存放StringBuffer类型对象的对象池 ObjectPool pool = poolFactory createPool(paraObj String Buffer class); //从池中取出一个StringBuffer对象 StringBuffer buffer = (StringBuffer)pool getObject(); //使用从池中取出的StringBuffer对象 buffer append( hello ); System out println(buffer toString());
可以看出 通用对象池使用起来还是很方便的 不仅可以方便地避免频繁创建对象的开销 而且通用程度高 但遗憾的是 由于需要使用大量的类型定型（cast）操作 再加上一些对Vector类的同步操作 使得它在某些情况下对性能的改进非常有限 尤其对那些创建周期比较短的对象
专用对象池的实现
由于通用对象池的管理开销比较大 某种程度上抵消了重用对象所带来的大部分优势 为解决该问题 可以采用专用对象池的方法 即对象池所池化对象的Class类型不是动态指定的 而是预先就已指定 这样 它在实现上也会较通用对象池简单些 可以不要ObjectPoolFactory和PoolableObjectFactory类 而将它们的功能直接融合到ObjectPool类 具体如下（假定被池化对象的Class类型仍为StringBuffer 而用省略号表示的地方 表示代码同通用对象池的实现）
public class ObjectPool { private ParameterObject paraObj;//该对象池的属性参数对象 private int currentNum = ; //该对象池当前已创建的对象数目 private StringBuffer currentObj;//该对象池当前可以借出的对象 private Vector pool;//用于存放对象的池 public ObjectPool(ParameterObject paraObj) { this paraObj = paraObj; pool = new Vector(); } public StringBuffer getObject() { if (pool size() = paraObj getMinCount()) { if (currentNum = paraObj getMaxCount()) { currentObj = new StringBuffer(); currentNum++; } } return currentObj; } public void returnObject(Object obj) { // 确保对象具有正确的类型 if (StringBuffer isInstance(obj)) { } }
结束语
恰当地使用对象池技术 能有效地改善应用程序的性能 目前 对象池技术已得到广泛的应用 如对于网络和数据库连接这类重量级的对象 一般都会采用对象池技术 但在使用对象池技术时也要注意如下问题
并非任何情况下都适合采用对象池技术 基本上 只在重复生成某种对象的操作成为影响性能的关键因素的时候 才适合采用对象池技术 而如果进行池化所能带来的性能提高并不重要的话 还是不采用对象池化技术为佳 以保持代码的简明
lishixinzhi/Article/program/Java/hx/201311/25768
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