【Java】链接池、线程池各类池【转+整理】与享元模式。

时间 2019-11-18

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谈谈链接池、线程池技术原理

参考微信公众号 2017-12-14 杉枫

　　作互联网研发，最先接触使用jdbc技术，为了数据库链接可以复用，会用到c3p0、dbcp等数据库链接池。应该是研发人员最先接触的数据库链接池，再到httpclient http链接池，再到微服务netty链接池，redis客户端链接池，以及jdk中线程池技术。

这么多数据库、http、netty链接池，jdk线程池，本质上都是链接池技术，链接池技术核心是链接或者说建立的资源复用。java

链接池技术核心：经过减小链接建立、关闭来提高性能。用于用户后续使用，好处是后续使用不用在建立链接以及线程，由于这些都须要相关不少文件、链接资源、操做系统内核资源支持来完成构建，会消耗大量资源，而且建立、关闭会消耗应用程序大量性能。mysql

网络链接自己会消耗大量内核资源，在linux系统下，网络链接建立自己tcp/ip协议栈在内核里面，链接建立关闭会消耗大量文件句柄（linux中万物皆文件，一种厉害抽象手段）系统资源。当下更可能是应用tcp技术完成网络传输，反复打开关闭，须要操做系统维护大量tcp协议栈状态。linux

链接池本质上是构建一个容器，容器来存储建立好的线程、http链接、数据库链接、netty链接等。对于使用方至关于黑盒，按照接口进行使用就能够了。各个链接池构建、使用管理详细过程大概分红如下三部分。redis

第一部分：首先初始化链接池，根据设置相应参数，链接池大小、核心线程数、核心链接数等参数，初始化建立数据库、http、netty链接以及jdk线程。sql

第二部分：链接池使用，前边初始化好的链接池、线程池，直接从链接池、线程中取出资源便可进行使用，使用完后要记得交还链接池、线程池，经过池容器来对资源进行管理。数据库

第三部分：对于链接池维护，链接池、线程池来维护链接、线程状态，不可用链接、线程进行销毁，正在使用链接、线程进行状态标注，链接、线程不够后而且少于设置最大链接、线程数，要进行新链接、线程建立。安全

经过上边能够了解到各类链接池技术以及线程池原理或者说套路，理解原理才能不被纷繁复杂表象掩盖。微信

下面谈谈构建本身链接池，其实理解了链接池、线程原理，可使用ArrayList来构建本身链接池、线程池。初始化时建立配置链接数、线程，存储在ArrayList容器中，使用时从ArrayList从取出链接、线程进行使用，执行完任务后，提交回ArrayList容器。前提条件是单线程，在多线程状态下要用线程安全容器。网络

前边根据原理介绍了一个简单链接池、线程池怎样构建，实际工业级别线程池还要考虑到链接状态，短链接重连，线程池维护管理高效，线程池稳定等多个因素。多线程

须要用到链接池而又没有相关开源产品可用时，java链接池可使用common-pool2来构建，好比google开源gRPC技术，自己是高性能跨平台技术，但目前做为微服务使用，没有链接池、负载均衡等相应配套，这时能够根据须要本身基于Java容器构建本身链接池。也能够利用common-pool2构建链接池来提高应用性能，以及保持高可用。common-pool2自己不只仅能够构建链接池使用，还能够用来构建对象池。

链接池还有一个反作用就是实现了高可用，在微服务场景下一个链接不可用，那么再从netty链接池中取出一个进行使用，避免了链接不可用问题。

掌握原理从比较全面掌握各类池技术，避免数据库链接池，再到httpclient http链接池，再到微服务netty链接池，redis客户端链接池，以及jdk中线程池，对象池各类各样池技术，使咱们眼花缭乱，花费过多时间，掌握原理机制以不变应万变。

推广一下这个方法，其余技术也是相似，深刻掌握其原理，就能够明白其余相似技术类似原理，避免疲于应对各类新技术。但每一种架构设计与实现又与领域有着关系，也不可讲原理不顾实际状况扩展。理论与架构设计、源码学习相结合才是最好的，但愿有帮助。

享元模式的主要目的是实现对象的共享，即共享池，当系统中对象多的时候能够减小内存的开销，一般与工厂模式一块儿使用。

FlyWeightFactory负责建立和管理享元单元，当一个客户端请求时，工厂须要检查当前对象池中是否有符合条件的对象，若是有，就返回已经存在的对象，若是没有，则建立一个新对象，FlyWeight是超类。

一提到共享池，咱们很容易联想到Java里面的JDBC链接池，想一想每一个链接的特色，咱们不难总结出：适用于做共享的一些个对象，他们有一些共有的属性，就拿数据库链接池来讲，url、driverClassName、username、password及dbname，这些属性对于每一个链接来讲都是同样的，因此就适合用享元模式来处理，建一个工厂类，将上述相似属性做为内部数据，其它的做为外部数据，在方法调用时，当作参数传进来，这样就节省了空间，减小了实例的数量。

看个例子：

看下数据库链接池的代码：

[java] view plain copy

public class ConnectionPool {
private Vector<Connection> pool;
/*公有属性*/
private String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
private String username = "root";
private String password = "root";
private String driverClassName = "com.mysql.jdbc.Driver";
private int poolSize = 100;
private static ConnectionPool instance = null;
Connection conn = null;
/*构造方法，作一些初始化工做*/
private ConnectionPool() {
pool = new Vector<Connection>(poolSize);
for (int i = 0; i < poolSize; i++) {
try {
Class.forName(driverClassName);
conn = DriverManager.getConnection(url, username, password);
pool.add(conn);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/* 返回链接到链接池 */
public synchronized void release() {
pool.add(conn);
}
/* 返回链接池中的一个数据库链接 */
public synchronized Connection getConnection() {
if (pool.size() > 0) {
Connection conn = pool.get(0);
pool.remove(conn);
return conn;
} else {
return null;
}
}
}

经过链接池的管理，实现了数据库链接的共享，不须要每一次都从新建立链接，节省了数据库从新建立的开销，提高了系统的性能！

【Java】链接池、线程池 各类池【转+整理】与享元模式。

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