Шаблон проектирования объектный пул на Java

Объектный пул (англ. object pool) — порождающий шаблон проектирования, набор инициализированных и готовых к использованию объектов. Когда системе требуется объект, он не создаётся, а берётся из пула. Когда объект больше не нужен, он не уничтожается, а возвращается в пул.

Паттерн объектный пул обычно используется в случаях, где вызов объектов является дорогостоящим, а объекты можно эффективно использовать повторно. К числу таких примеров относятся:

1. Соединения с базами данных: Управление пулом соединений с базами данных позволяет повысить производительность приложений, взаимодействующих с базами данных.

2. Пул потоков: в многопоточных приложениях повторное использование потоков из пула потоков позволяет избежать накладных расходов на создание новых потоков для каждой задачи.

3. Сетевые соединения: В сетевом программировании управление пулом сетевых соединений может привести к более эффективному использованию ресурсов.

Теперь рассмотрим пример использования паттерна в Java для создания простого пула объектов Connection.

В этом примере (смотри картинку) мы создали простой класс `ConnectionPool` для управления пулом соединений с базой данных. При создании объекта `ConnectionPool` пул инициализируется с заданным количеством соединений. Клиенты могут запрашивать соединения из пула с помощью метода `getConnection()` и освобождать их обратно в пул с помощью метода releaseConnection(), когда они закончили их использовать.

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.LinkedList;

public class ConnectionPool {
    private final LinkedList<Connection> pool;
    private final String url;
    private final String username;
    private final String password;
    private final int poolSize;

    public ConnectionPool(String url, String username, String password, int poolSize) {
        this.pool = new LinkedList<>();
        this.url = url;
        this.username = username;
        this.password = password;
        this.poolSize = poolSize;
        initializePool();
    }

    private void initializePool() {
        try {
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
            for (int i = 0; i < poolSize; i++) {
                Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
                pool.add(connection);
            }
        } catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public Connection getConnection() {
        if (pool.isEmpty()) {
            System.out.println("Pool is empty. Waiting for a connection...");
            return null; // In a real-world scenario, you would typically wait until a connection is available.
        }
        return pool.removeFirst();
    }

    public void releaseConnection(Connection connection) {
        pool.addLast(connection);
    }

    public void closeAllConnections() throws SQLException {
        for (Connection connection : pool) {
            connection.close();
        }
        pool.clear();
    }
}

// Usage example:
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydb";
        String username = "root";
        String password = "password";
        int poolSize = 5;

        ConnectionPool connectionPool = new ConnectionPool(url, username, password, poolSize);

        // Get a connection from the pool
        Connection connection1 = connectionPool.getConnection();

        // Use the connection...

        // Release the connection back to the pool
        connectionPool.releaseConnection(connection1);

        // Close all connections and clean up the pool when it's no longer needed
        try {
            connectionPool.closeAllConnections();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}