개체 풀 디자인 패턴

Java 프로그래밍에서 자주 사용되는 소프트웨어 디자인 패턴은 객체 풀 디자인 패턴입니다. 이 모드는 개체 풀의 개체가 생성되고 삭제되는 방식을 제어합니다.

객체 풀 디자인 패턴을 사용하여 객체의 생성 및 파괴를 관리합니다. 이 패턴의 개념은 필요할 때마다 새로운 객체를 생성하는 대신 재사용 가능한 객체를 축적하는 것입니다. 네트워크 연결, 데이터베이스 연결 또는 비용이 많이 드는 개체와 같이 새 개체를 생성하는 데 드는 비용이 중요한 상황의 경우 Java 프로그래머는 개체 풀 디자인 패턴을 사용하는 경우가 많습니다.

객체 풀 디자인 구문

Java에서 객체 풀 디자인 패턴의 구문은 다음과 같습니다. −

• 고정된 크기의 개체 컬렉션을 만듭니다.

• 풀 아이템을 초기화하세요.

• 현재 풀에 있는 항목을 추적합니다.

• 필요할 때마다 수영장에 접근 가능한 물건이 있는지 확인하세요.

• 수영장에서 사용 가능한 물건을 직접 신속하게 회수하고 필요에 따라 적절하게 반환하시기 바랍니다

• 그러나 현재 보관소에 재고가 없는 경우에는 시간이나 자원의 낭비를 피하기 위해 즉시 새 품목을 생성한 후 다시 유통되도록 요청합니다.

객체 풀 설계를 위한 다양한 알고리즘

Java 객체 풀 디자인 패턴은 다양한 알고리즘에 사용될 수 있습니다. 다음은 각각 고유한 코드 구현을 갖춘 세 가지 가능한 전략입니다.

지연 초기화 및 동기화

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여기에 사용된 기술은 확장 시 수정 가능한 미리 설정된 용량 제한을 사용하여 적절하게 게으르고 동기화된 개체 풀을 초기화함으로써 스레드 안전성을 강조합니다. 빈 풀은 안전한 새 인스턴스 생성을 가져오는 반면, 전체가 아닌 인스턴스는 적절한 운영 무결성을 유지하기 위해 신중하게 다시 도입됩니다. .

동시 데이터 구조를 사용한 빠른 초기화

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이 구현에서는 정적 최종 인스턴스 변수를 사용하여 개체 풀을 적극적으로 초기화합니다. 기본 데이터 구조는 동기화 없이 스레드 안전성을 제공하는 LinkedBlockingQueue입니다. 초기화 중에 개체가 풀에 추가되고 필요할 때 take()를 사용하여 대기열에서 해당 개체를 검색합니다. 항목이 출시되면 Offer()를 사용하여 다시 대기열에 추가하세요.

시간 기반 만료

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이 버전의 개체 풀은 고정된 크기 대신 시간 기반 만료 메커니즘을 사용합니다. 객체가 필요할 때 poll() 함수는 풀에서 객체를 제거하는 데 사용됩니다. 사용 가능한 객체가 없으면 함수는 일정 시간 동안 기다린 후 null을 반환합니다. 객체는 요청 시 생성됩니다. 개체가 없으면 새 개체가 생성되어 반환됩니다. 객체가 해제되면 Offer()를 사용하여 객체를 풀에 다시 넣습니다. 만료Objects() 함수는 제공된 제한 시간 값을 기반으로 풀에서 만료된 항목을 제거하는 데 사용됩니다.

객체 풀 디자인 패턴을 사용하는 다양한 방법

Java의 객체 풀 디자인 패턴은 다양한 방법으로 구현될 수 있습니다. 다음은 코드 예제와 결과를 포함한 두 가지 일반적인 방법입니다. −

방법 1: 간단한 개체 풀 디자인 패턴

간단하고 실용적인 개체 풀을 구축하는 한 가지 방법은 배열 기반 접근 방식을 채택하는 것입니다. 이 접근 방식은 다음과 같이 작동합니다. 완전히 생성되면 모든 개체가 나중에 사용할 수 있도록 해당 "풀" 배열에 포함되며, 컬렉션을 검사하여 필요한 항목이 사용 가능한지 확인합니다. 기존 인벤토리에서 얻을 수 있으면 즉시 반환되며, 그렇지 않으면 수요에 따라 또 다른 새 객체가 생성됩니다.

예

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예

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출력

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방법 2: 범용 개체 풀 디자인 패턴

목록을 기반으로 사용하는 이 기술은 표준 개체 풀 구축을 용이하게 하며 개체가 완전히 생성되어 컬렉션에 포함될 때까지 컬렉션에 개체를 저장합니다. 항목에 대한 액세스가 필요할 때마다 시스템은 풀에서 사용 가능한 옵션을 찾습니다. 사용 가능한 옵션이 하나 있으면 충분하지만 사용 가능한 옵션이 없으면 다른 새 프로젝트를 만들어야 합니다.

예

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출력

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클래스 수준 잠금 사용 모범 사례

Java 프로그래머는 새로운 객체를 생성하는 데 드는 비용이 높을 때 객체 풀 디자인 패턴을 자주 사용합니다. 일반적인 사용 시나리오는 다음과 같습니다. −

인터넷 연결

Java 프로그램에서는 개체 풀 디자인 패턴을 사용하여 네트워크 연결을 관리할 수 있습니다. 필요할 때마다 새 연결을 만드는 것보다 풀에서 기존 연결을 재사용하는 것이 좋습니다. 네트워크 서버에 부담을 줍니다.

데이터베이스 연결

네트워크 연결 관리와 유사하게 Java 애플리케이션은 개체 풀 디자인 패턴을 사용하여 데이터베이스 연결을 처리할 수도 있습니다. 데이터베이스 연결이 필요할 때마다 새 연결을 생성하는 것보다 풀에서 기존 연결을 재사용하는 것이 더 좋습니다. 이는 애플리케이션 성능을 향상시키고 데이터베이스 서버의 로드를 줄일 수 있습니다.

스레드 풀

Java 프로그램을 사용하는 개발자는 스레드 풀을 효과적으로 관리하기 위해 개체 풀 디자인 패턴을 채택해야 합니다. 필요에 따라 필요한 각 스레드를 다시 생성하는 대신 잘 계획된 사용은 지정된 작업 그룹에서 사용 가능한 기존 스레드를 재사용하는 데 의존합니다. 따라서 구조의 효율성에 따라 스레드 생성 및 종료 프로세스의 오버헤드를 낮게 유지하여 최적의 애플리케이션 성능을 장려합니다.

이미지 처리

Java 프로그램에서 집약적인 이미지 처리 작업을 처리할 때 개체 풀 디자인 패턴 구현을 고려해 볼 가치가 있습니다. 전용 풀의 기존 개체를 활용하면 사진 편집 작업의 전반적인 컴퓨팅 요구를 줄이는 동시에 응용 프로그램의 성능을 높일 수 있습니다.

파일 시스템 작업

Java 애플리케이션에서 과도한 이미지 처리 작업을 수행하고 있다면 객체 풀 디자인 패턴 적용을 고려해 볼 가치가 있습니다. 이 기술은 특정 풀의 기존 항목을 활용하여 프로그램의 출력 속도를 높이고 사진 편집에 필요한 컴퓨팅 리소스를 줄입니다.

결론

객체 풀 디자인 패턴은 Java 프로그래밍에서 유용한 디자인 패턴으로, 새로운 객체를 생성하는 데 드는 비용이 높은 상황에 적합합니다. 이는 재사용 가능한 개체의 공급을 제어하여 새로운 제품을 만드는 데 드는 전체 비용을 줄이는 방법을 제공합니다. 단순 개체 풀 또는 일반 개체 풀은 개체 풀 디자인 패턴을 구현하는 두 가지 예입니다. 개체 풀 디자인 패턴은 데이터베이스 연결 및 네트워크 연결과 같은 비용이 많이 드는 개체를 처리하기 위해 Java 프로그래밍에서 자주 사용됩니다. Flyweight 패턴, Singleton 패턴과 목적은 유사하지만 용도가 다릅니다.

위 내용은 개체 풀 디자인 패턴의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!