Пул объектов (Object Pool)

К основной странице курса

Назначение

Обеспечивает интерфейс для работы с набором инициализированных и готовых к использованию объектов.

Описание

Создание экземпляров некоторого класса может требовать довольно больших затрат. В этом случае решением может быть создание в начале работы программы объектного пула - набор инициализированных и готовых к использованию объектов. Когда системе требуется объект, он не создаётся, а берётся из пула. Когда объект больше не нужен, он не уничтожается, а возвращается в пул.

Особенно заметно повышение производительности когда объекты часто создаются-уничтожаются, но одновременно существует их небольшое число.

Использование

Паттерн Пул объектов используется когда:

• Программа может создать только ограниченное число экземпляров некоторого класса
• Экземпляры класса являются взаимозаменяемыми. Если есть сразу несколько экземпляров, то можно выбрать любой.
• Объект требует значительных ресурсов на свое создание
• Объекты постоянно создаются-уничтожаются и в каждый момент времени используется небольшое их число

Реализация

Диаграмма классов

Участники

• Reusable - повторно используемый объект
• ReusablePool - пул повторно используемых объектов

ReusablePool поддерживает список неиспользуемых объектов Reusable. Если при вызове метода AcquireReusable в пуле имеются свободные объекты Reusable, то один из них удаляется из списка и возвращается методом. После завершения работы с объектом Reusable клиент вызывает метод ReleaseReusable, возвращающий объект в список пула

Пример

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace ObjectPool
{
    class Reusable
    {   
    }

    class ReusablePool
    {
        private List<Reusable> list = new List<Reusable>();

        public ReusablePool(int n)
        {
            for (int i = 0; i < n; i++)
                list.Add(new Reusable());
        }

        public Reusable AcquireReusable()
        {
            if (list.Count == 0)
                return null;
            var r = list.First();
            list.Remove(r);
            return r;
        }

        public void ReleaseReusable(Reusable r)
        {
            list.Add(r);
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main()
        {
            var Pool = new ReusablePool(3);

            var r1 = Pool.AcquireReusable();
            var r2 = Pool.AcquireReusable();

            Pool.ReleaseReusable(r2);

            var r3 = Pool.AcquireReusable();
            var r4 = Pool.AcquireReusable();

            Pool.ReleaseReusable(r3);
        }
    }
}

Достоинства и недостатки

• Централизованное управление ресурсами
• Отсутствие затрат ресурсов на создание объектов в процессе работы
• Недостаток: после того, как объект возвращён, он должен вернуться в состояние, пригодное для дальнейшего

использования, а для этого может потребоваться дополнительное программирование

• Недостаток: если в объекте есть секретные данные, то после его использования необходимо позаботиться о стирании этих данных

Варианты

Если в пуле нет ни одного свободного объекта, возможна одна из трёх стратегий:

• Расширение пула.
• Отказ в создании объекта, аварийный останов.
• В случае многозадачной системы, можно подождать, пока один из объектов не освободится.