深度剖析C++對(duì)象池自動(dòng)回收技術(shù)實(shí)現(xiàn)

摘要：對(duì)象池可以顯著提高性能，如果一個(gè)對(duì)象的創(chuàng)建非常耗時(shí)或非常昂貴，頻繁去創(chuàng)建的話會(huì)非常低效。本文將探討對(duì)象池的技術(shù)特性以及源碼實(shí)現(xiàn)。

對(duì)象池可以顯著提高性能，如果一個(gè)對(duì)象的創(chuàng)建非常耗時(shí)或非常昂貴，頻繁去創(chuàng)建的話會(huì)非常低效。對(duì)象池通過(guò)對(duì)象復(fù)用的方式來(lái)避免重復(fù)創(chuàng)建對(duì)象，它會(huì)事先創(chuàng)建一定數(shù)量的對(duì)象放到池中，當(dāng)用戶需要?jiǎng)?chuàng)建對(duì)象的時(shí)候，直接從對(duì)象池中獲取即可，用完對(duì)象之后再放回到對(duì)象池中，以便復(fù)用。這種方式避免了重復(fù)創(chuàng)建耗時(shí)或耗資源的大對(duì)象，大幅提高了程序性能。本文將探討對(duì)象池的技術(shù)特性以及源碼實(shí)現(xiàn)。

對(duì)象池類圖

ObjectPool：管理對(duì)象實(shí)例的pool。Client：使用者。

適用性：

類的實(shí)例可重用。類的實(shí)例化過(guò)程開(kāi)銷較大。類的實(shí)例化的頻率較高。

效果：

節(jié)省了創(chuàng)建類實(shí)例的開(kāi)銷。節(jié)省了創(chuàng)建類實(shí)例的時(shí)間。存儲(chǔ)空間隨著對(duì)象的增多而增大。

問(wèn)題?

目前縱觀主流語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)方式無(wú)外乎3個(gè)步驟：

初始創(chuàng)建一定數(shù)量的對(duì)象池（也允許從外面添加對(duì)象）。從對(duì)象池中取對(duì)象來(lái)使用。用完之后返回對(duì)象池。

一般情況下這樣是OK的，可能存在的問(wèn)題是在第三步，有兩個(gè)問(wèn)題：

不方便，每次都需要顯式回收對(duì)象。忘記將對(duì)象放回對(duì)象池，造成資源浪費(fèi)。

改進(jìn)動(dòng)機(jī)?

解決顯式回收的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)回收，省心省力。改進(jìn)之后的對(duì)象池?zé)o須提供release方法，對(duì)象會(huì)自動(dòng)回收，改進(jìn)之后的類圖如下。

技術(shù)內(nèi)幕

借助c++11智能指針，因?yàn)橹悄苤羔樋梢宰远x刪除器，在智能指針釋放的時(shí)候會(huì)調(diào)用刪除器，在刪除器中我們將用完的對(duì)象重新放回對(duì)象池。思路比較簡(jiǎn)單，但實(shí)現(xiàn)的時(shí)候需要考慮兩個(gè)問(wèn)題：

什么時(shí)候定義刪除器？用shared_ptr還是unique_ptr？?1. 什么時(shí)候定義刪除器

自定義刪除器只做一件事，就是將對(duì)象重新放入對(duì)象池。如果對(duì)象池初始化的時(shí)候就自定義刪除器的話，刪除器中的邏輯是將對(duì)象放回對(duì)象池，放回的時(shí)候無(wú)法再定義一個(gè)這樣的刪除器，所以這種做法行不通。需要注意，回收的對(duì)象只能是默認(rèn)刪除器的。除了前述原因之外，另外一個(gè)原因是對(duì)象池釋放的時(shí)候需要釋放所有的智能指針，釋放的時(shí)候如果存在自定義刪除器將會(huì)導(dǎo)致對(duì)象無(wú)法刪除。只有在get的時(shí)候定義刪除器才行，但是初始創(chuàng)建或加入的智能指針是默認(rèn)刪除器，所以我們需要把智能指針的默認(rèn)刪除器改為自定義刪除器。?

1.2 用shared_ptr還是unique_ptr

因?yàn)槲覀冃枰阎悄苤羔樀哪J(rèn)刪除器改為自定義刪除器，用shared_ptr會(huì)很不方便，因?yàn)槟銦o(wú)法直接將shared_ptr的刪除器修改為自定義刪除器，雖然你可以通過(guò)重新創(chuàng)建一個(gè)新對(duì)象，把原對(duì)象拷貝過(guò)來(lái)的做法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是這樣做效率比較低。而unique_ptr由于是獨(dú)占語(yǔ)義，提供了一種簡(jiǎn)便的方法方法可以實(shí)現(xiàn)修改刪除器，所以用unique_ptr是最適合的。?

1.3 實(shí)現(xiàn)源碼

[cpp]?view plaincopy #pragma?once?? #include?