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因为在 Java 中创立一个实例的耗费不小，很多框架为了进步性能都应用对象池，Netty 也不例外。
本文次要剖析 Netty 对象池 Recycler 的实现原理。
源码剖析基于 Netty 4.1.52
缓存对象治理
Recycler 的外部类 Stack 负责管理缓存对象。
Stack 关键字段
// Stack 所属主线程，留神这里应用了 WeakReference
WeakReference<Thread> threadRef;
// 主线程回收的对象
DefaultHandle<?>[] elements;
// elements 最大长度
int maxCapacity;
// elements 索引
int size;
// 非主线程回收的对象
volatile WeakOrderQueue head; Recycler 将一个 Stack 划分给某个主线程，主线程间接从 Stack#elements 中存取对象，而非主线程回收对象则存入 WeakOrderQueue 中。
threadRef 字段应用了 WeakReference，当主线程沦亡后，该字段指向对象就能够被垃圾回收。
DefaultHandle，对象的包装类，在 Recycler 中缓存的对象都会包装成 DefaultHandle 类。
head 指向的 WeakOrderQueue，用于寄存其余线程的对象
WeakOrderQueue 次要属性
// Head#link 指向 Link 链表首对象
Head head;
// 指向 Link 链表尾对象
Link tail;
// 指向 WeakOrderQueue 链表下一对象
WeakOrderQueue next;
// 所属线程
WeakReference<Thread> owner;Link 中也有一个 DefaultHandle<?>[] elements 字段，负责存储数据。
留神，Link 继承了 AtomicInteger，AtomicInteger 的值存储 elements 的最新索引。
WeakOrderQueue 也是属于某个线程，并且 WeakOrderQueue 继承了 WeakReference<Thread>，当所属线程沦亡时，对应 WeakOrderQueue 也能够被垃圾回收。
留神：每个 WeakOrderQueue 都只属于一个 Stack，并且只属于一个非主线程。
thread2 要寄存对象到 Stack1 中，只能寄存在 WeakOrderQueue1
thread1 要寄存对象到 Stack2 中，只能寄存在 WeakOrderQueue3
回收对象
DefaultHandle#recycle -> Stack#push
void push(DefaultHandle<?> item) {Thread currentThread = Thread.currentThread();
if (threadRef.get() == currentThread) {
// #1
pushNow(item);
} else {
// #2
pushLater(item, currentThread);
}
}#1 以后线程是主线程，间接将对象退出到 Stack#elements 中。#2 以后线程非主线程，须要将对象放到对应的 WeakOrderQueue 中
private void pushLater(DefaultHandle<?> item, Thread thread) {
...
// #1
Map<Stack<?>, WeakOrderQueue> delayedRecycled = DELAYED_RECYCLED.get();
WeakOrderQueue queue = delayedRecycled.get(this);
if (queue == null) {
// #2
if (delayedRecycled.size() >= maxDelayedQueues) {delayedRecycled.put(this, WeakOrderQueue.DUMMY);
return;
}
// #3
if ((queue = newWeakOrderQueue(thread)) == null) {return;}
delayedRecycled.put(this, queue);
} else if (queue == WeakOrderQueue.DUMMY) {
// #4
return;
}
// #5
queue.add(item);
}#1 DELAYED_RECYCLED 是一个 FastThreadLocal，能够了解为 Netty 中的 ThreadLocal 优化类。它为每个线程保护了一个 Map，存储每个 Stack 和对应 WeakOrderQueue。
所有这里获取的 delayedRecycled 变量是仅用于以后线程的。
而 delayedRecycled.get 获取的 WeakOrderQueue，是以 Thread + Stack 作为维度辨别的，只能是一个线程操作。#2 以后 WeakOrderQueue 数量超出限度，增加 WeakOrderQueue.DUMMY 作为标记#3 结构一个 WeakOrderQueue，退出到 Stack#head 指向的 WeakOrderQueue 链表中，并放入 DELAYED_RECYCLED。这时是须要一下同步操作的。#4 遇到 WeakOrderQueue.DUMMY 标记对象，间接摈弃对象#5 将缓存对象增加到 WeakOrderQueue 中。
WeakOrderQueue#add
void add(DefaultHandle<?> handle) {
handle.lastRecycledId = id;
// #1
if (handleRecycleCount < interval) {
handleRecycleCount++;
return;
}
handleRecycleCount = 0;
Link tail = this.tail;
int writeIndex;
// #2
if ((writeIndex = tail.get()) == LINK_CAPACITY) {Link link = head.newLink();
if (link == null) {return;}
this.tail = tail = tail.next = link;
writeIndex = tail.get();}
// #3
tail.elements[writeIndex] = handle;
handle.stack = null;
// #4
tail.lazySet(writeIndex + 1);
}#1 管制回收频率，防止 WeakOrderQueue 增长过快。
每 8 个对象都会摈弃 7 个，回收一个#2 以后 Link#elements 已全副应用，创立一个新的 Link#3 存入缓存对象#4 提早设置 Link#elements 的最新索引（Link 继承了 AtomicInteger），这样在该 stack 主线程通过该索引获取 elements 缓存对象时，保障 elements 中元素曾经可见。
获取对象
Recycler#threadLocal 中寄存了每个线程对应的 Stack。
Recycler#get 中首先获取属于以后线程的 Stack，再从该 Stack 中获取对象，也就是，每个线程只能从本人的 Stack 中获取对象。
Recycler#get -> Stack#pop
DefaultHandle<T> pop() {
int size = this.size;
if (size == 0) {
// #1
if (!scavenge()) {return null;}
size = this.size;
if (size <= 0) {return null;}
}
// #2
size --;
DefaultHandle ret = elements[size];
elements[size] = null;
this.size = size;
...
return ret;
}#1 elements 没有可用对象时，将 WeakOrderQueue 中的对象迁徙到 elements#2 从 elements 中取出一个缓存对象
scavenge -> scavengeSome -> WeakOrderQueue#transfer
boolean transfer(Stack<?> dst) {
Link head = this.head.link;
if (head == null) {return false;}
// #1
if (head.readIndex == LINK_CAPACITY) {if (head.next == null) {return false;}
head = head.next;
this.head.relink(head);
}
// #2
final int srcStart = head.readIndex;
int srcEnd = head.get();
final int srcSize = srcEnd - srcStart;
if (srcSize == 0) {return false;}
// #3
final int dstSize = dst.size;
final int expectedCapacity = dstSize + srcSize;
if (expectedCapacity > dst.elements.length) {final int actualCapacity = dst.increaseCapacity(expectedCapacity);
srcEnd = min(srcStart + actualCapacity - dstSize, srcEnd);
}
if (srcStart != srcEnd) {final DefaultHandle[] srcElems = head.elements;
final DefaultHandle[] dstElems = dst.elements;
int newDstSize = dstSize;
// #4
for (int i = srcStart; i < srcEnd; i++) {DefaultHandle<?> element = srcElems[i];
...
srcElems[i] = null;
// #5
if (dst.dropHandle(element)) {continue;}
element.stack = dst;
dstElems[newDstSize ++] = element;
}
// #6
if (srcEnd == LINK_CAPACITY && head.next != null) {this.head.relink(head.next);
}
head.readIndex = srcEnd;
// #7
if (dst.size == newDstSize) {return false;}
dst.size = newDstSize;
return true;
} else {
// The destination stack is full already.
return false;
}
}就是把 WeakOrderQueue 中的对象迁徙到 Stack 中。#1 head.readIndex 标记当初已迁徙对象下标 head.readIndex == LINK_CAPACITY，示意以后 Link 已全副挪动，查找下一个 Link#2 计算待迁徙对象数量
留神，Link 继承了 AtomicInteger#3 计算 Stack#elements 数组长度，不够则扩容 #4 遍历待迁徙的对象#5 管制回收频率#6 以后 Link 对象已全副挪动，批改 WeakOrderQueue#head 的 link 属性，指向下一 Link，这样后面的 Link 就能够被垃圾回收了。#7 dst.size == newDstSize 示意并没有对象挪动，返回 false
否则更新 dst.size
其实对象池的实现难点在于线程平安。
Recycler 中将主线程和非主线程回收对象划分到不同的存储空间中（stack#elements 和 WeakOrderQueue.Link#elements），并且对于 WeakOrderQueue.Link#elements，存取操作划分到两端进行（非主线程从尾端存入，主线程从首部开始读取），
从而缩小同步操作，并保障线程平安。
另外，Netty 还提供了更高级别的对象池类 ObjectPool，应用办法能够参考 PooledDirectByteBuf#RECYCLER，这里不再赘述。
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