20 | 总结：Tomcat和Jetty中的对象池技术

李号双

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该思维导图由 AI 生成，仅供参考

Java 对象，特别是一个比较大、比较复杂的 Java 对象，它们的创建、初始化和 GC 都需要耗费 CPU 和内存资源，为了减少这些开销，Tomcat 和 Jetty 都使用了对象池技术。所谓的对象池技术，就是说一个 Java 对象用完之后把它保存起来，之后再拿出来重复使用，省去了对象创建、初始化和 GC 的过程。对象池技术是典型的以空间换时间的思路。
由于维护对象池本身也需要资源的开销，不是所有场景都适合用对象池。如果你的 Java 对象数量很多并且存在的时间比较短，对象本身又比较大比较复杂，对象初始化的成本比较高，这样的场景就适合用对象池技术。比如 Tomcat 和 Jetty 处理 HTTP 请求的场景就符合这个特征，请求的数量很多，为了处理单个请求需要创建不少的复杂对象（比如 Tomcat 连接器中 SocketWrapper 和 SocketProcessor），而且一般来说请求处理的时间比较短，一旦请求处理完毕，这些对象就需要被销毁，因此这个场景适合对象池技术。
Tomcat 的 SynchronizedStackTomcat 用 SynchronizedStack 类来实现对象池，下面我贴出它的关键代码来帮助你理解。
public class SynchronizedStack<T> {
    //内部维护一个对象数组,用数组实现栈的功能
    private Object[] stack;
    //这个方法用来归还对象，用synchronized进行线程同步
    public synchronized boolean push(T obj) {
        index++;
        if (index == size) {
            if (limit == -1 || size < limit) {
                expand();//对象不够用了，扩展对象数组
            } else {
                index--;
                return false;
            }
        }
        stack[index] = obj;
        return true;
    }
    
    //这个方法用来获取对象
    public synchronized T pop() {
        if (index == -1) {
            return null;
        }
        T result = (T) stack[index];
        stack[index--] = null;
        return result;
    }
    
    //扩展对象数组长度，以2倍大小扩展
    private void expand() {
      int newSize = size * 2;
      if (limit != -1 && newSize > limit) {
          newSize = limit;
      }
      //扩展策略是创建一个数组长度为原来两倍的新数组
      Object[] newStack = new Object[newSize];
      //将老数组对象引用复制到新数组
      System.arraycopy(stack, 0, newStack, 0, size);
      //将stack指向新数组，老数组可以被GC掉了
      stack = newStack;
      size = newSize;
   }
}

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解释
总结

Tomcat和Jetty中的对象池技术是为了减少频繁创建和销毁Java对象所带来的资源开销。文章介绍了Tomcat中的SynchronizedStack和Jetty中的ByteBufferPool两种对象池实现方式。SynchronizedStack使用数组来维护对象，减少内存开销，而ByteBufferPool则通过桶管理不同长度的ByteBuffer对象，避免频繁的内存分配和释放。对象池技术适用于处理短时间内需要大量复杂对象的场景，如HTTP请求处理。然而，对象池也面临着线程同步开销和内存泄漏的问题，需要注意对象的归还、重置和资源限制。总之，对象池技术在减少资源开销、提高性能方面具有重要意义，特别适用于需要限制资源使用的场景，如数据库连接池。

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802.11
工厂模式和池化思想有什么区别呢
作者回复: 工厂模式没有一个池来存对象，并且侧重不同，工厂模式是设计上的考虑，不是性能方面的
2019-06-27
2
15
yang
同步栈有看到，但是不知道它是做池化用的 😂😂😂 线程池里面维护了线程数组和任务队列连接池 jvm的常量池？
作者回复: 常量池也是一种池化
2019-08-15

5
-W.LI-
老师好学到了。通过threadlocal来减少锁竞争上下文切换的开销。可是我看见好多帖子说threadlocal容易内存泄露啥的肯比较多需要慎用。五年码龄从没用过😂。请教一个问题threadLocal中的对象如果用完不清。下次别的请求Tomcat线程池中拿到同个线程，能取到之前请求存入的数据么?
作者回复: 会的，所以要及时清理
2019-06-25
4
5
清风
也看了些书上的讲解，看完后还是没有像老师这样能总结出一个清晰的逻辑结构，这样的情况需要怎么办呢
作者回复: 可以从why what how 整理一下思路
2019-07-01
3
4
Liam
tomcat和jetty的对象池没有空闲超时/超量回收的机制吗？
作者回复: 似乎没有，对象池大小靠连接数限制
2019-06-25

4
kyon
您好，请问 ArrayByteBufferPool 中，direct 和 indirect 都是 new 出来的，区别是什么？另外在 new ByteBufferPool.Bucket(this,size,_maxQueue) 中，参数 _maxQueue 的作用是什么？
作者回复: APR那篇有详细解释，HeapByteBuffer与DirectByteBuffer的区别。 maxqueue 的作用是控制内存池的总大小
2019-06-26

3
WL
请问老师Tomcat为什么用栈做对象池，那要去栈底的对象不是很麻烦很不灵活吗？为啥不用map的方式呢？
作者回复: 不会要去栈底找对象的情况，对象都是无差别的
2019-06-25
3
2
XxxxxxxMr
老师我有一个疑问池化。对象池、线程池、数据库连接池等等他们都是如出一辙吗？还是大同小异
作者回复: 基本思想都一样
2019-09-16


TJ
为什么tomcat不使用java本身的stack class? 它也是基于数组的。自己再加一个同步就可以了
作者回复: java本身的stack是不是实现上有点复杂，这里要尽量简单
2019-06-25


肖臧
Java的Integer类的IntegerCache就是利用了池化技术，还有String.intern()也算池化技术
2020-06-05

6

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