对于池化思想的理解

什么是池化思想

池化技术（Pooling），我们平常所说的池化技术常用的有两个，一个是各种编程语言中用来进行资源管理的一种技术，还有一种是应用在深度学习中，用来降低卷积神经网络（CNN）或循环神经网络（RNN）中的特征图（Feature Map）的维度的一种技术。本文在讲的是第一种。

我们在各种计算机技术中，池化技术是一种常见的资源管理技术，它可以通过预先创建和维护一定数量的资源实例来提高系统的性能和可靠性。从字面意义上来理解“池化技术”最主要的就是一个“池”字，什么是“池”？可以理解为一个容器，用来装东西的容器，装什么东西？装各种我们常用的资源。在编程的过程中，我们有时候需要用到一些资源，我们需要向操作系统申请，或者我们需要创建，比如一些连接对象，或者线程对象。需要的时候创建，用完之后释放，这是以前我们的主要方式。但是有这样的一个问题，有一些资源的申请或对象的创建和销毁实际上是很耗费时间的，当系统的面对一个人申请创建的请求的时候没什么，但是当请求多起来的时候，系统的压力就会变得非常大，这时候就会出现系统的瓶颈。

我们想一下，我们在某些场景下需要频繁用到的一些资源对象，其实是有共同的特点的：他们的创建和销毁很麻烦，但是可能他们只是帮助我们完成某一些特定的功能的，具有通用性。这里的通用性如何理解？就比如我们每次创建线程对象执行某个任务，虽然每个任务是不同的，但是我们创建的用于执行该任务的线程对象其实是相同的；还有我们创建的数据库的连接对象用于和数据库建立连接，发送SQL语句给数据库执行并返回结果集，虽然每次发送的SQL语句是不一样的，但是我们创建的连接对象是一样的。基于这个前提我们就可以引用池化技术来进行优化。预先创建，将后面系统需要用到的某些资源预先创建一部分，而不是需要的时候才临时创建。然后，通过某个容器将预先创建创建的资源管理起来。当我们需要用到该资源的时候到池子中找我们已经创建好的，使用完之后将资源归还到池子中。这就是池化技术的主要内容。其实在这个过程中，还是有很多细节的东西可以继续探讨，比如：我们一开始应该预先创建多少个资源？如何对资源进行管理，比如监控池子中的资源的状态？如何到池子中申请又如何归还资源？资源被申请完后池子是否可以扩容，如何扩容？当池子的资源数量达到我们规定的上限，已经无法扩容的时候如何处理新的请求，等等。

池化思想有什么优点

池化技术的优点：

提高性能：池化技术可以避免频繁地创建和销毁资源实例，因为我们不再是临时创建的资源，而是申请已经创建好的资源；另外通过池化技术，实现了资源的复用，从而减少了资源的开销和系统资源的消耗。这样可以提高系统的性能和响应速度。
提高可靠性：池化技术可以监控资源实例的状态，如果资源实例出现异常或超时，池化技术会自动将其标记为无效实例，并重新创建新的实例。这样可以提高系统的可靠性和稳定性。
节约资源：池化技术可以限制资源实例的数量，以避免过多的实例占用系统资源。这样可以节约资源，并提高系统的可扩展性和稳定性。比如在阿里巴巴编程规范中对于多线程的使用上面就提到，不要new 线程，而是通过线程池。这主要是因为，当无限制new线程，最终可能会导致将系统的资源消耗殆尽，造成程序的崩溃，而通过线程池，一方面复用线程对象，另一方面可以限制最大的线程数量，保证系统的稳定运行。
简化开发：池化技术可以通过配置文件或代码来管理资源实例，不用每次都重复地创建资源实例，使得开发人员可以更加方便地使用资源实例，同时也减少了一些资源管理的复杂性。

当然每一项技术都是有缺点的，池化技术在系统可能并不需要的时候，仍然时刻维护这些资源实例，这会占用一定的内存，并占用一定的性能。

池化思想在工作中的应用场景

对象池：比如字符串常量池，JVM在方法区维护一个字符串常量池，类似于缓存区，当创建字符串的时候先去字符串常量池中看是否已经有存在了，如果有则返回，如果没有就创建一个，加入到常量池中并返回。这样可以大大减少内存的开销，提高性能。

线程池：用于管理和如用线程，预先创建一组线程对象，在有任务的时候到线程池中取一个线程对象执行任务，完成后还回。这样实现了线程对象的复用，提高执行的效率，并且可以更好的管理线程对象。

数据库连接池：预先创建一组数据库连接对象，当需要用到数据库连接对象和数据库进行通信的时候，到池中取一个空闲的对象使用，完成后返还，这样实现了数据库连接对象的复用，提高了数据库访问的效率。