Criar um pool de objetos usando um ConcurrentBag
Este exemplo mostra como usar um ConcurrentBag<T> para implementar um pool de objetos. Pools de objeto podem melhorar o desempenho do aplicativo em situações em que exigem várias instâncias de uma classe e nos quais criar ou destruir a classe é um processo caro. Quando um programa cliente solicita um novo objeto, o pool de objetos primeiro tenta fornecer um que já foi criado e retornado ao pool. Se nenhum estiver disponível, só então um novo objeto será criado.
O ConcurrentBag<T> é usado para armazenar os objetos porque ele dá suporte à inserção e remoção rápidas, principalmente quando o mesmo thread está adicionando e removendo itens. Esse exemplo poderia ser aumentado ainda mais para ser criado em torno de um IProducerConsumerCollection<T>, que a estrutura de dados do recipiente implementa, como ConcurrentQueue<T> e ConcurrentStack<T> fazem.
Dica
Este artigo define como escrever sua própria implementação de um pool de objetos com um tipo simultâneo subjacente para armazenar objetos para reutilização. No entanto, o tipo Microsoft.Extensions.ObjectPool.ObjectPool<T> já existe no namespace Microsoft.Extensions.ObjectPool. Considere usar o tipo disponível antes de criar sua própria implementação, que inclui muitos recursos adicionais.
Exemplo
using System;
using System.Collections.Concurrent;
using System.Threading;
using System.Threading.Tasks;
namespace ObjectPoolExample
{
public class ObjectPool<T>
{
private readonly ConcurrentBag<T> _objects;
private readonly Func<T> _objectGenerator;
public ObjectPool(Func<T> objectGenerator)
{
_objectGenerator = objectGenerator ?? throw new ArgumentNullException(nameof(objectGenerator));
_objects = new ConcurrentBag<T>();
}
public T Get() => _objects.TryTake(out T item) ? item : _objectGenerator();
public void Return(T item) => _objects.Add(item);
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
using var cts = new CancellationTokenSource();
// Create an opportunity for the user to cancel.
_ = Task.Run(() =>
{
if (char.ToUpperInvariant(Console.ReadKey().KeyChar) == 'C')
{
cts.Cancel();
}
});
var pool = new ObjectPool<ExampleObject>(() => new ExampleObject());
// Create a high demand for ExampleObject instance.
Parallel.For(0, 1000000, (i, loopState) =>
{
var example = pool.Get();
try
{
Console.CursorLeft = 0;
// This is the bottleneck in our application. All threads in this loop
// must serialize their access to the static Console class.
Console.WriteLine($"{example.GetValue(i):####.####}");
}
finally
{
pool.Return(example);
}
if (cts.Token.IsCancellationRequested)
{
loopState.Stop();
}
});
Console.WriteLine("Press the Enter key to exit.");
Console.ReadLine();
}
}
// A toy class that requires some resources to create.
// You can experiment here to measure the performance of the
// object pool vs. ordinary instantiation.
class ExampleObject
{
public int[] Nums { get; set; }
public ExampleObject()
{
Nums = new int[1000000];
var rand = new Random();
for (int i = 0; i < Nums.Length; i++)
{
Nums[i] = rand.Next();
}
}
public double GetValue(long i) => Math.Sqrt(Nums[i]);
}
}
Imports System.Collections.Concurrent
Imports System.Threading
Imports System.Threading.Tasks
Module ObjectPoolExample
Public Class ObjectPool(Of T)
Private _objects As ConcurrentBag(Of T)
Private _objectGenerator As Func(Of T)
Public Sub New(ByVal objectGenerator As Func(Of T))
If objectGenerator Is Nothing Then Throw New ArgumentNullException("objectGenerator")
_objects = New ConcurrentBag(Of T)()
_objectGenerator = objectGenerator
End Sub
Public Function GetObject() As T
Dim item As T
If _objects.TryTake(item) Then Return item
Return _objectGenerator()
End Function
Public Sub PutObject(ByVal item As T)
_objects.Add(item)
End Sub
End Class
Sub Main()
Dim cts As CancellationTokenSource = New CancellationTokenSource()
' Create an opportunity for the user to cancel.
Task.Run(Sub()
If Console.ReadKey().KeyChar = "c"c Or Console.ReadKey().KeyChar = "C"c Then
cts.Cancel()
End If
End Sub)
Dim pool As ObjectPool(Of TestClass) = New ObjectPool(Of TestClass)(Function() New TestClass())
' Create a high demand for TestClass objects.
Parallel.For(0, 1000000, Sub(i, loopState)
Dim mc As TestClass = pool.GetObject()
Console.CursorLeft = 0
' This is the bottleneck in our application. All threads in this loop
' must serialize their access to the static Console class.
Console.WriteLine("{0:####.####}", mc.GetValue(i))
pool.PutObject(mc)
If cts.Token.IsCancellationRequested Then
loopState.Stop()
End If
End Sub)
Console.WriteLine("Press the Enter key to exit.")
Console.ReadLine()
cts.Dispose()
End Sub
' A toy class that requires some resources to create.
' You can experiment here to measure the performance of the
' object pool vs. ordinary instantiation.
Class TestClass
Public Nums() As Integer
Public Function GetValue(ByVal i As Long) As Double
Return Math.Sqrt(Nums(i))
End Function
Public Sub New()
Nums = New Integer(10000000) {}
' ReDim Nums(1000000)
Dim rand As Random = New Random()
For i As Integer = 0 To Nums.Length - 1
Nums(i) = rand.Next()
Next
End Sub
End Class
End Module
