数据库连接池

(一)不使用数据库连接池下的连接环境

在这种方式下操作数据库有着明显的缺点：每一个用户的每次请求都需要获取数据库的连接，由于数据库创建连接对象通常需要消耗较大的资源，创建时间也较长。所以对于有很多用户访问的网站来说，这样做在很大程度上会造成资源的浪费，极易造成数据库内存溢出。

(二)使用数据库连接池下的连接环境

使用数据库连接池的背景

因为数据库连接是一种关键的、有限的、昂贵的资源。对数据库连接的管理能显著影响到整个应用程序的伸缩性和健壮性，影响到程序的性能指标。数据库连接池正是针对这个问题提出来的。

数据库连接池的原理

连接池基本的思想是在系统初始化的时候，将数据库连接作为对象存储在内存中，当用户需要访问数据库时，并非建立一个新的连接，而是从连接池中取出一个已建立的空闲连接对象。使用完毕后，用户也并非将连接关闭，而是将连接放回连接池中，以供下一个请求访问使用。而连接的建立、断开都由连接池自身来管理。同时，还可以通过设置连接池的参数来控制连接池中的初始连接数、连接的上下限数以及每个连接的最大使用次数、最大空闲时间等等。也可以通过其自身的管理机制来监视数据库连接的数量、使用情况等。

数据库连接池的影响因素

1 )最小连接数：是连接池一直保持的数据库连接，所以如果应用程序对数据库连接的使用量不大，将会有大量的数据库连接资源被浪费。

2 )最大连接数：是连接池能申请的最大连接数，如果数据库连接请求超过此数，后面的数据库连接请求将被加入到等待队列中，这会影响之后的数据库操作。

3 )最小连接数与最大连接数差距：最小连接数与最大连接数相差太大，那么最先的连接请求将会获利，之后超过最小连接数量的连接请求等价于建立一个新的数据库连接。不过，这些大于最小连接数的数据库连接在使用完不会马上被释放，它将被放到连接池中等待重复使用或是空闲超时后被释放。

(三)自定义数据库连接池

在知道连接池的原理之后，我们就可以按照规范自定义实现一个简陋的连接池，来模拟实现连接池中功能。

自定义连接池类

import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.LinkedList;
import java.util.List;
import java.util.Properties;

public class MyDataSourcePool {
private MyDataSourcePool(){}

private static String driver = null;
private static String url = null;
private static String username = null;
private static String password = null;
private static int dataSourcePoolInitSize = 0;      //初始化连接对象的数量
private static List<Connection> dataSourcePool = null;

static {
InputStream in =    MyDataSourcePool.class.getClassLoader().getResourceAsStream("dbconfig.properties");
Properties pro = new Properties();
try {
pro.load(in);
driver = pro.getProperty("driver");
url = pro.getProperty("url");
username = pro.getProperty("username");
password = pro.getProperty("password");
dataSourcePoolInitSize = Integer.parseInt(pro.getProperty("initSize"));
dataSourcePool = new LinkedList<>();        //使用LinkedList 来保存连接对象

Class.forName(driver);
for(int i = 0; i < dataSourcePoolInitSize; i++){
Connection conn = DriverManager.getConnection(url,username,password);
dataSourcePool.add(conn);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
throw  new RuntimeException();
}
}

public static Connection getConnection(){
if(dataSourcePool.isEmpty()){       //当连接对象都被使用时，重新初始化一些连接对象放到连接池中
synchronized (MyDataSourcePool.class){
for(int i = 0; i < dataSourcePoolInitSize; i++){
try {
Connection conn = DriverManager.getConnection(url,username,password);
dataSourcePool.add(conn);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
throw  new RuntimeException();
}
}
}
}

Connection conn = dataSourcePool.remove(0);     //从连接池中取出一个连接对象
System.out.println("取走了一个连接对象，现在连接池里还剩" + dataSourcePool.size() + "个连接");
//使用代理模式，改造Connection 对象的close() 方法，将原来的关闭连接改造成将连接对象返回给连接池
Connection proxyInstance = (Connection) Proxy.newProxyInstance(conn.getClass().getClassLoader(),
conn.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
if("close".equals(method.getName())){
return2DataSourcePool(conn);
return null;
}else {
return method.invoke(conn,args);
}
}
});
return proxyInstance;       //返回代理的连接对象
}

private static void return2DataSourcePool(Connection conn){
try {
if(conn != null && !conn.isClosed()){
dataSourcePool.add(conn);    //归还连接对象
System.out.println("返还了一个连接对象，现在连接池里还剩" + dataSourcePool.size() + "个连接");
}
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
throw new RuntimeException();
}
}
}

“dbconfig.properties” 配置文件相关配置

driver=com.mysql.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://localhost:3306/test
username=root
password=1234
initSize=5

测试类

public class TestMyDataSourcePool{
public static void main(String[] args) {
Connection conn = null;
try {
conn = MyDataSourcePool.getConnection();
} finally {
try {
if(conn != null)
conn.close();    //归还连接
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
conn = null;
}
}

}
}

运行结果

输出

取走了一个连接对象，现在连接池里还剩4个连接

返还了一个连接对象，现在连接池里还剩5个连接

(四)开源连接池

Java中开源的数据库连接池有很多种，如：DBCP、Tomcat 内置连接池、C3P0 等。这里主要介绍一种用的比较多的数据库连接池C3P0。

C3P0是一个开源的JDBC连接池，它实现了数据源和JNDI绑定，支持JDBC3规范和JDBC2的标准扩展。C3P0 有一个很重要的功能就是可以自动回收空闲连接，从而减少资源的浪费。并且它的使用方式很简单，因此被大家广泛的使用。

在使用它之前需要下载相关的jar 包。

官方文档介绍：点击前往

jar 包下载地址：点击前往

下载解压完成后，在lib 目录下有3 个jar 包。我们在使用的时候只需要导入最短的那个jar 包即可。



使用方式一

import com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource;

import java.beans.PropertyVetoException;
import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;

public class JDBCFactory {

private JDBCFactory(){}

private static ComboPooledDataSource dataSource = null;

static {
try {
dataSource = new ComboPooledDataSource();
//设置数据库驱动，连接URL，数据库用户名，密码
dataSource.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
dataSource.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/test");
dataSource.setUser("root");
dataSource.setPassword("1234");
} catch (PropertyVetoException e) {
e.printStackTrace();
}
}

//返回数据库连接对象
public static Connection getConnection() throws SQLException {
Connection conn = dataSource.getConnection();
return conn;
}

//关闭资源
public static void close(Connection conn, PreparedStatement pstmt, ResultSet rs){
if(rs != null){
try {
rs.close();     //将Connection连接对象归还到连接池
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
rs = null;
}
}
if(pstmt != null){
try {
pstmt.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
pstmt = null;
}
}

if(conn != null){
try {
conn.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
conn = null;
}
}
}
}

测试类

import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;

public class C3P0Test {
public static void main(String[] args) {
Connection conn = null;
try {
conn = JDBCFactory.getConnection();
//进行数据库相关的操作..........
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
JDBCFactory.close(conn,null,null);
}
}
}

使用方式二(配置文件)

import com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource;

import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;

public class JDBCFactory {

private JDBCFactory(){}

private static ComboPooledDataSource dataSource = new ComboPooledDataSource();

//返回数据库连接对象
public static Connection getConnection() throws SQLException {
Connection conn = dataSource.getConnection();
return conn;
}
}
//关闭连接的方法同上.............

“c3p0-config.xml”配置文件(在src 目录下)

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<c3p0-config>
<default-config>
<property name="driverClass">com.mysql.jdbc.Driver</property>
<property name="jdbcUrl">jdbc:mysql://localhost:3306/test</property>
<property name="user">root</property>
<property name="password">1234</property>
</default-config>
</c3p0-config>

注：通过配置文件的方式使用C3P0 数据库连接池时，配置文件的名字必须是“c3p0-config.xml”。原因是在默认的情况下，C3P0 会根据类加载器所在的路径去加载 “/c3p0-config.xml”配置文件，通过反射机制为我们完成加载数据库驱动的动作等。

除了上面的一些基本配置外，C3P0 还提供下面的相关信息配置(根据自己的需求进行配置即可)。

<!--当连接池中的连接耗尽的时候c3p0一次同时获取的连接数。Default: 3 -->
<property name="acquireIncrement">3</property>

<!--定义在从数据库获取新连接失败后重复尝试的次数。Default: 30 -->
<property name="acquireRetryAttempts">30</property>

<!--两次连接中间隔时间，单位毫秒。Default: 1000 -->
<property name="acquireRetryDelay">1000</property>

<!--连接关闭时默认将所有未提交的操作回滚。Default: false -->
<property name="autoCommitOnClose">false</property>

<!--c3p0将建一张名为Test的空表，并使用其自带的查询语句进行测试。如果定义了这个参数那么
属性preferredTestQuery将被忽略。你不能在这张Test表上进行任何操作，它将只供c3p0测试
使用。Default: null-->
<property name="automaticTestTable">Test</property>

<!--获取连接失败将会引起所有等待连接池来获取连接的线程抛出异常。但是数据源仍有效
保留，并在下次调用getConnection()的时候继续尝试获取连接。如果设为true，那么在尝试
获取连接失败后该数据源将申明已断开并永久关闭。Default: false-->
<property name="breakAfterAcquireFailure">false</property>

<!--当连接池用完时客户端调用getConnection()后等待获取新连接的时间，超时后将抛出
SQLException,如设为0则无限期等待。单位毫秒。Default: 0 -->
<property name="checkoutTimeout">100</property>

<!--通过实现ConnectionTester或QueryConnectionTester的类来测试连接。类名需制定全路径。
Default: com.mchange.v2.c3p0.impl.DefaultConnectionTester-->
<property name="connectionTesterClassName"></property>

<!--指定c3p0 libraries的路径，如果（通常都是这样）在本地即可获得那么无需设置，默认null即可
Default: null-->
<property name="factoryClassLocation">null</property>

<!--Strongly disrecommended. Setting this to true may lead to subtle and bizarre bugs.
（文档原文）作者强烈建议不使用的一个属性-->
<property name="forceIgnoreUnresolvedTransactions">false</property>

<!--每60秒检查所有连接池中的空闲连接。Default: 0 -->
<property name="idleConnectionTestPeriod">60</property>

<!--初始化时获取三个连接，取值应在minPoolSize与maxPoolSize之间。Default: 3 -->
<property name="initialPoolSize">3</property>

<!--最大空闲时间,60秒内未使用则连接被丢弃。若为0则永不丢弃。Default: 0 -->
<property name="maxIdleTime">60</property>

<!--连接池中保留的最大连接数。Default: 15 -->
<property name="maxPoolSize">15</property>

<!--JDBC的标准参数，用以控制数据源内加载的PreparedStatements数量。但由于预缓存的statements
属于单个connection而不是整个连接池。所以设置这个参数需要考虑到多方面的因素。
如果maxStatements与maxStatementsPerConnection均为0，则缓存被关闭。Default: 0-->
<property name="maxStatements">100</property>

<!--maxStatementsPerConnection定义了连接池内单个连接所拥有的最大缓存statements数。Default: 0 -->
<property name="maxStatementsPerConnection"></property>

<!--c3p0是异步操作的，缓慢的JDBC操作通过帮助进程完成。扩展这些操作可以有效的提升性能
通过多线程实现多个操作同时被执行。Default: 3-->
<property name="numHelperThreads">3</property>

<!--当用户调用getConnection()时使root用户成为去获取连接的用户。主要用于连接池连接非c3p0
的数据源时。Default: null-->
<property name="overrideDefaultUser">root</property>

<!--与overrideDefaultUser参数对应使用的一个参数。Default: null-->
<property name="overrideDefaultPassword">password</property>

<!--密码。Default: null-->
<property name="password"></property>

<!--定义所有连接测试都执行的测试语句。在使用连接测试的情况下这个一显著提高测试速度。注意：
测试的表必须在初始数据源的时候就存在。Default: null-->
<property name="preferredTestQuery">select id from test where id=1</property>

<!--用户修改系统配置参数执行前最多等待300秒。Default: 300 -->
<property name="propertyCycle">300</property>

<!--因性能消耗大请只在需要的时候使用它。如果设为true那么在每个connection提交的
时候都将校验其有效性。建议使用idleConnectionTestPeriod或automaticTestTable
等方法来提升连接测试的性能。Default: false -->
<property name="testConnectionOnCheckout">false</property>

<!--如果设为true那么在取得连接的同时将校验连接的有效性。Default: false -->
<property name="testConnectionOnCheckin">true</property>

<!--用户名。Default: null-->
<property name="user">root</property>

参考资料：

百度百科

参考博文 https://www.cnblogs.com/xdp-gacl/p/4002804.html