如何在 C# 中实现线程安全且可定制的对象池模式？

C# 对象池模式实现

简介

对象池是一种用于优化的技术通过重用昂贵或频繁分配的对象而不是频繁创建和销毁它们来提高性能。在此 C# 实现中，我们探索如何创建具有可自定义设置的健壮且线程安全的对象池。

实现

资源加载策略

对象池支持急切加载（预先创建所有对象）和延迟加载（仅在以下情况下创建对象）需要）。 LoadingMode 枚举定义了这些选项。

访问策略

访问模式决定如何从池中选择对象。该实现包括三个选项：

• FIFO（先进先出）：按照插入的顺序检索对象。
• LIFO（后进先出）： 对象按与原来相反的顺序检索
• 循环： 以循环方式检索对象，确保访问的均匀分配。

这些选项通过 AccessMode 枚举指定。

类结构

池类管理对象池。它包含一个 IItemStore 接口来处理访问策略。每种访问模式使用 IItemStore 的不同实现。

对于延迟加载，提供了两种模式：

• Lazy： 仅在以下情况下创建新对象：池没有可用的对象。
• LazyExpanding: 创建新对象，直到池达到其最大容量，然后切换到惰性模式。

使用

要使用对象池，请创建一个 Pool;具有所需设置的实例。 Acquire() 方法检索可用对象。 Release() 方法将一个对象返回到池中。

池化对象代理

为了简化使用并避免直接访问 Pool 类，引入了 PooledFoo 类。它代理 IFoo 接口，并在释放时自动将底层 Foo 对象释放到池中。

多线程和隔离

Semaphore 类用于确保线程安全访问到内部项目存储，防止多个线程获取或释放同一对象

附加功能

池可以在初始化期间预加载指定数量的对象。它还提供 IsDispose 属性来确定池是否不再处于活动状态，在这种情况下，它会清除所有剩余的池对象。

示例用法

// Create the object pool
Pool<IFoo> pool = new Pool<IFoo>(
    PoolSize,
    p => new PooledFoo(p),
    LoadingMode.Lazy,
    AccessMode.Circular
);

// Acquire an object from the pool
using (IFoo foo = pool.Acquire())
{
    // Use the object
}

结论

此实现提供了灵活且线程安全的对象池模式，可以进行自定义以满足各种应用程序需求。通过重用对象，您可以提高性能并减少资源消耗，特别是对于频繁分配或昂贵的对象。

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