javaEE(12)_数据库连接池

一、直接获取数据库连接和通过池获取示意图:

二、编写数据库连接池

1、实现DataSource接口,并实现连接池功能的步骤:

•在DataSource构造函数中批量创建与数据库的连接,并把创建的连接加入LinkedList对象中.

•实现getConnection方法,让getConnection方法每次调用时,从LinkedList中取一个Connection返回给用户.

•当用户使用完Connection,调用Connection.close()方法时,Collection对象应保证将自己返回到LinkedList中,而不要把conn还给数据库.

•Collection保证将自己返回到LinkedList中是此处编程的难点.

2、通过DataSource来取代 DriverManager来获取Connection,像这样内存级别的操作相对于创建连接走公网来说速度快的多,相当于将时间转移到了服务器启动的时候,可以大幅度提高数据库的访问速度(一个请求最大的时间消耗在连接的建立上),通过DataSource获得的Connection都是已经被包裹过的(不是驱动原来的连接),他的close方法已经被修改.我们的程序只和DataSource打交道,不会直接访问连接池.

3、装饰模式实现连接池代码如下:

//自己实现连接池
public class JdbcPool implements DataSource {

    private static LinkedList<Connection> list = new LinkedList<Connection>();
    private static Properties config = new Properties();
    static{
        try {
            config.load(JdbcUtils_DBCP.class.getClassLoader().getResourceAsStream("db.properties"));

            Class.forName(config.getProperty("driver"));
            for(int i=0;i<10;i++){
                Connection conn = DriverManager.getConnection(config.getProperty("url"),
                        config.getProperty("username"), config.getProperty("password"));
                list.add(conn);
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new ExceptionInInitializerError(e);
        }
    }

    //conn.close(),不满足需求,为了保持用户关闭连接的习惯
    /* 在实际开发,发现对象的方法满足不了开发需求时,有三种方式对其进行增强
     * 1.写一个connecton子类,覆盖close方法,增强close方法
     * 2.用包装设计模式,MyConnection也可以叫代理
     * 3.用动态代理   aop  面向切面编程
     */
    //要加锁,否则多线程情况下不同请求会拿到相同连接
    public synchronized Connection getConnection() throws SQLException {

        if(list.size()<=0){
            throw new RuntimeException("数据库忙,请稍会再来!!");
        }
        Connection conn = list.removeFirst();   //list.get()不行
        MyConnection my = new MyConnection(conn);
        return my;
    }

    //1.定义一个类,实现与被增强相同的接口
    //2.在类中定义一个变量,记住被增强对象
    //3.定义一个构造函数,接收被增强对象
    //4.覆盖想增强的方法
    //5.对于不想增强的方法,直接调用目标对象(被增强对象)的方法
    class MyConnection implements Connection{
        private Connection conn;
        public MyConnection(Connection conn){
            this.conn = conn;
        }
        public void close(){
            list.add(this.conn);
        }
        ....
    }

　　 public static void release(Connection conn,Statement st,ResultSet rs){
        if(rs!=null){
            try{
                rs.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            rs = null;
        }
        if(st!=null){
            try{
                st.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            st = null;
        }
        if(conn!=null){
            try{
                conn.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

4、使用动态代理模式实现连接池代码,将getConnection()改为如下:

public synchronized Connection getConnection() throws SQLException {

    if(list.size()<=0){
        throw new RuntimeException("数据库忙,请稍会再来!!");
    }
    Connection conn = list.removeFirst();   //list.get()不行
    return new MyConnectionHandler(conn,this).getWarpConn();
}

class MyConnectionHandler implements InvocationHandler {
    private Connection realConnection;
    private Connection warpedConnection;
    private MyDataSource dataSource;

    private int maxUseCount = 5;
    private int currentUserCount = 0;

    MyConnectionHandler(Connection conn,MyDataSource dataSource) {
        this.realConnection=conn;
        this.dataSource = dataSource;
    }

    Connection getWarpConn() {
        warpedConnection = (Connection) Proxy.newProxyInstance(this
                .getClass().getClassLoader(), new Class[] { Connection.class },this);
        return warpedConnection;
    }

    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        if ("close".equals(method.getName())) {
            currentUserCount++;
            if (currentUserCount < maxUseCount)
                dataSource.connectionsPool.addLast(warpedConnection);
            else {
                realConnection.close();
                dataSource.currentCount--;
            }
        }
        return method.invoke(realConnection, args);
    }
}

三、开源数据库连接池

1、现在很多WEB服务器(Weblogic, WebSphere, Tomcat)都提供了DataSoruce的实现,即连接池的实现.通常我们把DataSource的实现,按其英文含义称之为数据源,数据源中都包含了数据库连接池的实现.

2、也有一些开源组织提供了数据源的独立实现:

•DBCP 数据库连接池

•C3P0 数据库连接池

3、实际应用时不需要编写连接数据库代码,直接从数据源获得数据库的连接.程序员编程时也应尽量使用这些数据源的实现,以提升程序的数据库访问性能.

DBCP数据源&C3P0数据源

1、DBCP 是 Apache 软件基金组织下的开源连接池实现,使用DBCP数据源,应用程序应在系统中增加如下两个 jar 文件:

•Commons-dbcp.jar:连接池的实现

•Commons-pool.jar:连接池实现的依赖库

Tomcat 的连接池正是采用该连接池来实现的.该数据库连接池既可以与应用服务器整合使用,也可由应用程序独立使用.

2、使用DBCP数据源后,Jdbcutils改为如下:

public class JdbcUtils_DBCP {

    private static DataSource ds = null;
    static{
        try{
            InputStream in = JdbcUtils_DBCP.class.getClassLoader().
                    getResourceAsStream("dbcpconfig.properties");
            Properties prop = new Properties();
            prop.load(in);

            BasicDataSourceFactory factory = new BasicDataSourceFactory();
            ds = factory.createDataSource(prop);
        }catch (Exception e) {
            throw new ExceptionInInitializerError(e);
        }
    }

    public static Connection getConnection() throws SQLException{
        return ds.getConnection();
    }

    public static void release(Connection conn,Statement st,ResultSet rs){
        if(rs!=null){
            try{
                rs.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            rs = null;
        }
        if(st!=null){
            try{
                st.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            st = null;
        }
        if(conn!=null){
            try{
                conn.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}    

#连接设置
driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://localhost:3306/jdbc
username=root
password=

#<!-- 初始化连接 -->
initialSize=10

#最大连接数量
maxActive=50

#<!-- 最大空闲连接 -->
maxIdle=20

#<!-- 最小空闲连接 -->
minIdle=5

#<!-- 超时等待时间以毫秒为单位 6000毫秒/1000等于60秒 -->
maxWait=60000

#JDBC驱动建立连接时附带的连接属性属性的格式必须为这样:[属性名=property;]
#注意:"user" 与 "password" 两个属性会被明确地传递,因此这里不需要包含他们.
connectionProperties=useUnicode=true;characterEncoding=gbk

#指定由连接池所创建的连接的自动提交(auto-commit)状态.
defaultAutoCommit=true

#driver default 指定由连接池所创建的连接的只读(read-only)状态.
#如果没有设置该值,则"setReadOnly"方法将不被调用.(某些驱动并不支持只读模式,如:Informix)
defaultReadOnly=

#driver default 指定由连接池所创建的连接的事务级别(TransactionIsolation).
#可用值为下列之一:(详情可见javadoc.)NONE,READ_UNCOMMITTED, READ_COMMITTED, REPEATABLE_READ, SERIALIZABLE
defaultTransactionIsolation=READ_UNCOMMITTED

3、使用c3p0数据源后,Jdbcutils改为如下:

public class JdbcUtils_C3P0 {

    private static ComboPooledDataSource ds = null;
    static{
        try{
            ds = new ComboPooledDataSource("mysql");可通过名称获取那个配置
        }catch (Exception e) {
            throw new ExceptionInInitializerError(e);
        }
    }

    public static Connection getConnection() throws SQLException{
        return ds.getConnection();
    }

    public static void release(Connection conn,Statement st,ResultSet rs){
        if(rs!=null){
            try{
                rs.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            rs = null;
        }
        if(st!=null){
            try{
                st.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            st = null;
        }
        if(conn!=null){
            try{
                conn.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}    

c3p0-config.xml配置如下,必须是这个名称,服务器会自动搜索.

<c3p0-config>
    <default-config>
        <property name="driverClass">com.mysql.jdbc.Driver</property>
        <property name="jdbcUrl">jdbc:mysql://localhost:3306/day16</property>
        <property name="user">root</property>
        <property name="password">root</property>

        <property name="initialPoolSize">10</property>
        <property name="maxIdleTime">30</property>
        <property name="maxPoolSize">20</property>
        <property name="minPoolSize">5</property>
        <property name="maxStatements">200</property>
    </default-config>

    <named-config name="mysql">
        <property name="acquireIncrement">50</property>
        <property name="initialPoolSize">100</property>
        <property name="minPoolSize">50</property>
        <property name="maxPoolSize">1000</property>
        <property name="maxStatements">0</property>
        <property name="maxStatementsPerConnection">5</property>
    </named-config>

    <named-config name="oracle">
        <property name="acquireIncrement">50</property>
        <property name="initialPoolSize">100</property>
        <property name="minPoolSize">50</property>
        <property name="maxPoolSize">1000</property>
        <property name="maxStatements">0</property>
        <property name="maxStatementsPerConnection">5</property>
    </named-config>
</c3p0-config>

4、配置Tomcat数据源(tomcat自带有连接池),查看Tomcat文档,示例代码:

<Context>
     <Resource name="jdbc/EmployeeDB" auth="Container"
            type="javax.sql.DataSource"
            username="root"
            password="root"
            driverClassName="com.mysql.jdbc.Driver"
            url="jdbc:mysql://localhost:3306/day16"
            initialSize="10"
            maxActive="30"
            maxIdle="4"/>
</Context>

public class JdbcUtils_Tomcat {
    private static DataSource ds;
    static {
        try {
            Context initCtx = new InitialContext();
            Context envCtx = (Context) initCtx.lookup("java:comp/env");
            ds = (DataSource) envCtx.lookup("jdbc/EmployeeDB");
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
    public static Connection getConnection() throws SQLException{
        return ds.getConnection();
    }
}

ps:此种配置可以在tomcat server.xml文件中或者是MATA-INF下新建context.xml文件都可以(可以参考apache提供的文档),其实这种用法是将datasource配置(实际就是一个对象)放在了JNDI容器中,这种情况下驱动的jar文件需放置在tomcat的lib下.

四、JNDI技术简介

1.JNDI(Java Naming and Directory Interface),Java命名和目录接口,它对应于J2SE中的javax.naming包,这套API的主要作用在于:它可以把Java对象放在一个容器中(JNDI容器),并为容器中的java对象取一个名称,以后程序想获得Java对象,只需通过名称检索即可.

2、其核心API为Context,它代表JNDI容器,其lookup方法为检索容器中对应名称的对象.

ps:举个例子,Servlet中要用到request对象,可以将它作为方法参数传递进去,也可以将它放在JNDI容器中.

3、JNDI容器图示:

五、各种连接池性能比较

测试执行申请归还连接1,000,000次总耗时性能对比.

Java6 Environment

OS	OS X 10.8.2
CPU	intel i7 2GHz 4 core
JVM	java version "1.6.0_37"

Java6 Benchmark Result

Jdbc Connection Pool	1 thread	2 threads	5 threads	10 threads	20 threads	50 threads
Druid	1,102	1,509	1,889	1,904	2,027	1,977
tomcat-jdbc	1,399	1,378	2,257	2,289	2,305	2,503
DBCP	3,144	3,834	6,276	6,408	6,563	6,783
BoneCP	4,327	3,598	3,800	5,242	9,402	19,066
jboss-datasource	4,912	3,049	6,868	6,512	40,146	43,748
C3P0	18,570	19,467	15,270	19,294	28,195	66,677
Proxool	16,221	14,455	24,688	38,905	48,087(Exception)	58,238(Exception)

Java7 Environment

OS	OS X 10.8.2
CPU	intel i7 2GHz 4 core
JVM	java version "1.7.0_05"

Java7 Benchmark Result

Jdbc Connection Pool	1 thread	2 threads	5 threads	10 threads	20 threads	50 threads
Druid	898	1,191	1,324	1,362	1,325	1,459
tomcat-jdbc	1,269	1,378	2,029	2,103	1,879	2,025
DBCP	2,324	5,055	5,446	5,471	5,524	5,415
BoneCP	3,738	3,150	3,194	5,681	11,018	23,125
jboss-datasource	4,377	2,988	3,680	3,980	32,708	37,742
C3P0	10,841	13,637	10,682	11,055	14,497	20,351
Proxool	16,337	16,187	18,310(Exception)	25,945	33,706(Exception)	39,501 (Exception)

结论

1. Druid是性能最好的数据库连接池,tomcat-jdbc和druid性能接近.
2. proxool在激烈并发时会抛异常,完全不靠谱.
3. c3p0和proxool都相当慢,慢到影响sql执行效率的地步.
4. bonecp性能并不优越,采用LinkedTransferQueue并没有能够获得性能提升.
5. 除了bonecp,其他的在JDK 7上跑得比JDK 6上快
6. jboss-datasource虽然稳定,但是性能很糟糕