对象池是什么

  对象池就是对象的容器，旨在优化资源的使用，通过在一个容器中池化对象，并根据需要重复使用这些池化对象来满足性能上的需求

对象池的应用场景

  当一个对象被激活时，便被从池中取出。当对象被停用时，它又被放回池中，等待下一个请求。对象池一般用于对象的初始化过程代价较大或使用频率较高的场景

如何实现

  在 ASP.NET Core 框架里已经内置了一个对象池功能的实现：Microsoft.Extensions.ObjectPool。如果是控制台应用程序，可以单独安装这个扩展库。

1、池化策略

• 首先，要使用 ObjectPool，需要创建一个池化策略，告诉对象池你将如何创建对象，以及如何归还对象。
• 该策略通过实现接口 IPooledObjectPolicy 来定义

// 一个最简单的策略实现：
public class FooPooledObjectPolicy : IPooledObjectPolicy<Foo>
{
	public Foo Create()
	{
		return new Foo();
	}
	
	public bool Return(Foo obj)
	{
		return true;
	}
}

  如果每次编码都要定义这样的策略，会比较麻烦，可以自己定义一个通用的泛型实现。Microsoft.Extensions.ObjectPool 中也提供了一个默认的泛型实现：DefaultPooledObjectPolicy。如果不需要定义复杂的构造逻辑，使用默认的就行

2、对象池的使用

• 对象池使用的原则是：有借有还，再借不难。
  

  当对象池中没有实例时，则创建实例并返回给调用组件；当对象池中已有实例时，则直接取一个现有实例返回给调用组件。而且这个过程是线程安全的。

  Microsoft.Extensions.ObjectPool 提供了默认的对象池实现：DefaultObjectPool，它提供了借 Get 和还 Return 操作接口。创建对象池时需要提供池化策略 IPooledObjectPolicy 作为其构造参数。

var policy = new DefaultPooledObjectPolicy();
var pool = new DefaultObjectPool(policy);

using Microsoft.Extensions.ObjectPool;
using System;

var policy = new DefaultPooledObjectPolicy();
var pool = new DefaultObjectPool(policy);

// 借
var item1 = pool.Get();
// 还
pool.Return(item1);
Console.WriteLine("item 1: {0}", item1.Id);

// 借
var item2 = pool.Get();
// 还
pool.Return(item2);
Console.WriteLine("item 2: {0}", item2.Id);

Console.ReadKey();

public class Foo
{
	public string Id { get; set; } = Guid.NewGuid().ToString("N");
}

• 结果为：
  

• 通过打印的 Id 知道，item1 和 item2 是同一样对象。我们再来试试只借不还会是什么样子

• 可以看到，两个对象是不同的实例。所以，当调用组件从对象池中借走一个对象实例，使用完后应立即归还给对象池，以便重复使用，避免因构造新对象消耗过多资源

3、指定对象池容量

  在创建 DefaultObjectPool 时，还可以指定第二个参数：对象池的容量。它表示最大可从该对象池取出的对象数量，指定数量以外的被取走的对象将不会被池化

using Microsoft.Extensions.ObjectPool;
using System;

var policy = new DefaultPooledObjectPolicy();

// 指定容量为 2。
var pool = new DefaultObjectPool(policy, 2);

// 借走 3 个
var item1 = pool.Get();
Console.WriteLine("item 1: {0}", item1.Id);
var item2 = pool.Get();
Console.WriteLine("item 2: {0}", item2.Id);
var item3 = pool.Get();
Console.WriteLine("item 3: {0}", item3.Id);

// 再还会 3 个
pool.Return(item1);
pool.Return(item2);
pool.Return(item3);


// 再借走 3 个
var item4 = pool.Get();
Console.WriteLine("item 4: {0}", item4.Id);
var item5 = pool.Get();
Console.WriteLine("item 5: {0}", item5.Id);
var item6 = pool.Get();
Console.WriteLine("item 6: {0}", item6.Id);

Console.ReadKey();

• 注意示例代码中我给对象池指定了容量为 2，然后借走 3 个再归还 3 个，后面再借走 3 个。来看看打印结果：
  

  我们看到，item1 与 item4 是同一个对象，item2 与 item5 是同一个对象。item3 与 item6 却不是同一个对象

  也就是说，当对象从池中取出超过指定容量的对象数量，虽然归还了相同数量的对象，但对象池只允许容纳 2 个对象，第三个对象不会被池化

4、在 ASP.NET Core 中使用

• ASP.NET Core 框架内置好了 Microsoft.Extensions.ObjectPool，不需要单独安装
• 官方示例

// 先定义一个中间件
public class BirthdayMiddleware
{
	private readonly RequestDelegate _next;
	
	public BirthdayMiddleware(RequestDelegate next)
	{
		_next = next;
	}
	
	public async Task InvokeAsync(HttpContext context, ObjectPoolbuilderPool)
	{
		var stringBuilder = builderPool.Get();
		try
		{
			stringBuilder.Append("Hi");
			// 其它处理
			await context.Response.WriteAsync(stringBuilder.ToString());
		}
		finally // 即使出错也要保证归还对象
		{
			builderPool.Return(stringBuilder);
		}
	}
}

// 在 Startup 中注册相应的服务和中间件
public class Startup
{
	public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
	{
		services.TryAddSingleton();
	
		services.TryAddSingleton<objectpool>(serviceProvider =>
		{
			var provider = serviceProvider.GetRequiredService();
			var policy = new StringBuilderPooledObjectPolicy();
			return provider.Create(policy);
		});
	}
	
	public void Configure(IApplicationBuilder app, IHostingEnvironment env)
	{
		app.UseMiddleware();
	}
}

• DefaultObjectPoolProvider，它是默认的对象池 Provider，所以你也可以自定义自己的对象池 Provider

归纳

  Microsoft.Extensions.ObjectPool 提供的对象池功能还是挺灵活的。普通场景使用使用默认的池化策略、默认的对象池和默认的对象池提供者就可以满足需求，也可以自定义其中任意某部件来实现比较特殊或复杂的需求。

  对象池的使用原则是：有借有还，再借不难。当调用组件从对象池中借走一个对象实例，使用完后应立即归还给对象池，以便重复利用，避免因过多的对象初始化影响系统性能