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  • JAVA数据库连接池

    虽然现在用APACHE COMMONS DBCP可以非常方便的建立数据库连接池,
    但是像这篇文章把数据库连接池的内部原理写的这么透彻,注视这么完整,
    真是非常难得,让开发人员可以更深层次的理解数据库连接池,真是非常感
    谢这篇文章的作者。

    import java.sql.Connection;
    import java.sql.DatabaseMetaData;
    import java.sql.Driver;
    import java.sql.DriverManager;
    import java.sql.SQLException;
    import java.sql.Statement;
    import java.util.Enumeration;
    import java.util.Vector;

    public class ConnectionPool {

    private String jdbcDriver = ""; // 数据库驱动

    private String dbUrl = ""; // 数据 URL

    private String dbUsername = ""; // 数据库用户名

    private String dbPassword = ""; // 数据库用户密码

    private String testTable = ""; // 测试连接是否可用的测试表名,默认没有测试表

    private int initialConnections = 10; // 连接池的初始大小

    private int incrementalConnections = 5;// 连接池自动增加的大小

    private int maxConnections = 50; // 连接池最大的大小

    private Vector connections = null; // 存放连接池中数据库连接的向量 , 初始时为 null

    // 它中存放的对象为 PooledConnection 型

    /**

    * 构造函数

    *

    * @param jdbcDriver String JDBC 驱动类串

    * @param dbUrl String 数据库 URL

    * @param dbUsername String 连接数据库用户名

    * @param dbPassword String 连接数据库用户的密码

    *

    */

    public ConnectionPool(String jdbcDriver,String dbUrl,String dbUsername,String dbPassword) {

              this.jdbcDriver = jdbcDriver;
      
              this.dbUrl = dbUrl;
      
              this.dbUsername = dbUsername;
      
              this.dbPassword = dbPassword;

    }

    /**

    * 返回连接池的初始大小

    *

    * @return 初始连接池中可获得的连接数量

    */

    public int getInitialConnections() {

              return this.initialConnections;

    }

    /**

    * 设置连接池的初始大小

    *

    * @param 用于设置初始连接池中连接的数量

    */

    public void setInitialConnections(int initialConnections) {
    this.initialConnections = initialConnections;

    }

    /**

    * 返回连接池自动增加的大小 、

    *

    * @return 连接池自动增加的大小

    */

    public int getIncrementalConnections() {

              return this.incrementalConnections;

    }

    /**

    * 设置连接池自动增加的大小

    * @param 连接池自动增加的大小

    */

    public void setIncrementalConnections(int incrementalConnections) {

              this.incrementalConnections = incrementalConnections;

    }

    /**

    * 返回连接池中最大的可用连接数量

    * @return 连接池中最大的可用连接数量

    */

    public int getMaxConnections() {

              return this.maxConnections;

    }

    /**

    * 设置连接池中最大可用的连接数量

    *

    * @param 设置连接池中最大可用的连接数量值

    */

    public void setMaxConnections(int maxConnections) {

              this.maxConnections = maxConnections;

    }

    /**

    * 获取测试数据库表的名字

    *

    * @return 测试数据库表的名字

    */

    public String getTestTable() {

              return this.testTable;

    }

    /**

    * 设置测试表的名字

    * @param testTable String 测试表的名字

    */

    public void setTestTable(String testTable) {

              this.testTable = testTable;

    }

    /**

    *

    * 创建一个数据库连接池,连接池中的可用连接的数量采用类成员

    * initialConnections 中设置的值

    */

    public synchronized void createPool() throws Exception {

              // 确保连接池没有创建
      
              // 如果连接池己经创建了,保存连接的向量 connections 不会为空
      
              if (connections != null) {
      
               return; // 如果己经创建,则返回
      
              }
      
              // 实例化 JDBC Driver 中指定的驱动类实例
      
              Driver driver = (Driver) (Class.forName(this.jdbcDriver).newInstance());
      
              DriverManager.registerDriver(driver); // 注册 JDBC 驱动程序
      
              // 创建保存连接的向量 , 初始时有 0 个元素
      
              connections = new Vector();
      
              // 根据 initialConnections 中设置的值,创建连接。
      
              createConnections(this.initialConnections);
      
              System.out.println(" 数据库连接池创建成功! ");

    }

    /**

    * 创建由 numConnections 指定数目的数据库连接 , 并把这些连接

    * 放入 connections 向量中

    *

    * @param numConnections 要创建的数据库连接的数目

    */

    @SuppressWarnings("unchecked")
    private void createConnections(int numConnections) throws SQLException {

              // 循环创建指定数目的数据库连接
      
              for (int x = 0; x < numConnections; x++) {
      
               // 是否连接池中的数据库连接的数量己经达到最大?最大值由类成员 maxConnections
       
               // 指出,如果 maxConnections 为 0 或负数,表示连接数量没有限制。
       
               // 如果连接数己经达到最大,即退出。
       
               if (this.maxConnections > 0 && this.connections.size() >= this.maxConnections) {
       
                break;
       
               }
               //add a new PooledConnection object to connections vector
       
               // 增加一个连接到连接池中(向量 connections 中)
       
               try{
       
                connections.addElement(new PooledConnection(newConnection()));
       
               }catch(SQLException e){
       
                System.out.println(" 创建数据库连接失败! "+e.getMessage());
       
               throw new SQLException();
       
               }
       
               System.out.println(" 数据库连接己创建 ......");
       
              }
      
    }

    /**

    * 创建一个新的数据库连接并返回它

    *

    * @return 返回一个新创建的数据库连接

    */

    private Connection newConnection() throws SQLException {

              // 创建一个数据库连接
      
              Connection conn = DriverManager.getConnection(dbUrl, dbUsername, dbPassword);
      
              // 如果这是第一次创建数据库连接,即检查数据库,获得此数据库允许支持的
      
              // 最大客户连接数目
      
              //connections.size()==0 表示目前没有连接己被创建
      
              if (connections.size() == 0) {
      
               DatabaseMetaData metaData = conn.getMetaData();

               int driverMaxConnections = metaData.getMaxConnections();
       
               // 数据库返回的 driverMaxConnections 若为 0 ,表示此数据库没有最大
       
               // 连接限制,或数据库的最大连接限制不知道
       
               //driverMaxConnections 为返回的一个整数,表示此数据库允许客户连接的数目
       
               // 如果连接池中设置的最大连接数量大于数据库允许的连接数目 , 则置连接池的最大
       
               // 连接数目为数据库允许的最大数目
       
               if (driverMaxConnections > 0 && this.maxConnections > driverMaxConnections) {
       
                this.maxConnections = driverMaxConnections;
       
               }
      
              }
      
              return conn; // 返回创建的新的数据库连接

    }

    /**

    * 通过调用 getFreeConnection() 函数返回一个可用的数据库连接 ,

    * 如果当前没有可用的数据库连接,并且更多的数据库连接不能创

    * 建(如连接池大小的限制),此函数等待一会再尝试获取。

    *

    * @return 返回一个可用的数据库连接对象
    */

    public synchronized Connection getConnection() throws SQLException {

              // 确保连接池己被创建
      
              if (connections == null) {
      
               return null; // 连接池还没创建,则返回 null
      
              }
      
              Connection conn = getFreeConnection(); // 获得一个可用的数据库连接
      
              // 如果目前没有可以使用的连接,即所有的连接都在使用中

    while (conn == null){
      
               // 等一会再试
       
               wait(250);
       
               conn = getFreeConnection(); // 重新再试,直到获得可用的连接,如果
       
               //getFreeConnection() 返回的为 null
       
               // 则表明创建一批连接后也不可获得可用连接
      
              }
      
              return conn;// 返回获得的可用的连接

    }

    /**

    * 本函数从连接池向量 connections 中返回一个可用的的数据库连接,如果

    * 当前没有可用的数据库连接,本函数则根据 incrementalConnections 设置

    * 的值创建几个数据库连接,并放入连接池中。

    * 如果创建后,所有的连接仍都在使用中,则返回 null

    * @return 返回一个可用的数据库连接

    */

    private Connection getFreeConnection() throws SQLException {

              // 从连接池中获得一个可用的数据库连接
      
              Connection conn = findFreeConnection();
      
              if (conn == null) {
      
               // 如果目前连接池中没有可用的连接
       
               // 创建一些连接
       
               createConnections(incrementalConnections);
       
               // 重新从池中查找是否有可用连接
       
               conn = findFreeConnection();
       
               if (conn == null) {
       
                // 如果创建连接后仍获得不到可用的连接,则返回 null
        
          return null;
       
               }
      
              }
      
              return conn;

    }

    /**

    * 查找连接池中所有的连接,查找一个可用的数据库连接,

    * 如果没有可用的连接,返回 null

    *

    * @return 返回一个可用的数据库连接

    */

    private Connection findFreeConnection() throws SQLException {

              Connection conn = null;
      
              PooledConnection pConn = null;
      
              // 获得连接池向量中所有的对象
      
              Enumeration enumerate = connections.elements();
      
              // 遍历所有的对象,看是否有可用的连接
      
              while (enumerate.hasMoreElements()) {
      
               pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();
       
               if (!pConn.isBusy()) {
       
                // 如果此对象不忙,则获得它的数据库连接并把它设为忙
        
                conn = pConn.getConnection();
        
                pConn.setBusy(true);
        
                // 测试此连接是否可用
        
                if (!testConnection(conn)) {
        
                 // 如果此连接不可再用了,则创建一个新的连接,
         
                 // 并替换此不可用的连接对象,如果创建失败

    返回 null
         
                 try{
         
                  conn = newConnection();
         
                 }catch(SQLException e){
         
                  System.out.println(" 创建数据库连接失败! "+e.getMessage());
         
                  return null;
         
                 }
        
                 pConn.setConnection(conn);
        
                }
        
                break; // 己经找到一个可用的连接,退出
       
               }
      
              }
      
              return conn;// 返回找到到的可用连接

    }

    /**

    * 测试一个连接是否可用,如果不可用,关掉它并返回 false

    * 否则可用返回 true

    *

    * @param conn 需要测试的数据库连接

    * @return 返回 true 表示此连接可用, false 表示不可用

    */

    private boolean testConnection(Connection conn) {

              try {
      
               // 判断测试表是否存在
       
               if (testTable.equals("")) {
       
                // 如果测试表为空,试着使用此连接的 setAutoCommit() 方法
        
                // 来判断连接否可用(此方法只在部分数据库可用,
    如果不可用 ,
        
                // 抛出异常)。注意:使用测试表的方法更可靠
        
                conn.setAutoCommit(true);
       
               } else {// 有测试表的时候使用测试表测试
       
                //check if this connection is valid
        
                Statement stmt = conn.createStatement();
        
                stmt.execute("select count(*) from " + testTable);
       
               }
      
              } catch (SQLException e) {
      
               // 上面抛出异常,此连接己不可用,关闭它,并返回 false;
      
               closeConnection(conn);
      
               return false;
      
              }
      
              // 连接可用,返回 true
      
              return true;

    }

    /**

    * 此函数返回一个数据库连接到连接池中,并把此连接置为空闲。

    * 所有使用连接池获得的数据库连接均应在不使用此连接时返回它。

    *

    * @param 需返回到连接池中的连接对象

    */

    public void returnConnection(Connection conn) {

              // 确保连接池存在,如果连接没有创建(不存在),直接返回
      
              if (connections == null) {
      
               System.out.println(" 连接池不存在,无法返回此连接到连接池中 !");
       
               return;
    }

              PooledConnection pConn = null;
      
              Enumeration enumerate = connections.elements();
      
              // 遍历连接池中的所有连接,找到这个要返回的连接对象
      
              while (enumerate.hasMoreElements()) {

               pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();
       
               // 先找到连接池中的要返回的连接对象
       
               if (conn == pConn.getConnection()) {
       
                // 找到了 , 设置此连接为空闲状态
        
                pConn.setBusy(false);
        
                break;
       
               }

              }

    }

    /**

    * 刷新连接池中所有的连接对象

    *

    */

    public synchronized void refreshConnections() throws SQLException {

              // 确保连接池己创新存在
      
              if (connections == null) {
      
               System.out.println(" 连接池不存在,无法刷新 !");
      
               return;
      
              }
      
              PooledConnection pConn = null;
      
              Enumeration enumerate = connections.elements();
    while (enumerate.hasMoreElements()) {

               // 获得一个连接对象
       
               pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();
       
               // 如果对象忙则等 5 秒 ,5 秒后直接刷新
       
               if (pConn.isBusy()) {
       
                wait(5000); // 等 5 秒
       
               }
       
               // 关闭此连接,用一个新的连接代替它。
       
               closeConnection(pConn.getConnection());
       
               pConn.setConnection(newConnection());
       
               pConn.setBusy(false);
       
              }

    }

    /**

    * 关闭连接池中所有的连接,并清空连接池。

    */

    public synchronized void closeConnectionPool() throws SQLException {

              // 确保连接池存在,如果不存在,返回
      
              if (connections == null) {
      
               System.out.println(" 连接池不存在,无法关闭 !");
      
               return;
      
              }
      
              PooledConnection pConn = null;
      
              Enumeration enumerate = connections.elements();
      
              while (enumerate.hasMoreElements()) 

     pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();
      
               // 如果忙,等 5 秒
      
               if (pConn.isBusy()) {
      
                wait(5000); // 等 5 秒
      
               }
      
              //5 秒后直接关闭它
      
              closeConnection(pConn.getConnection());
      
              // 从连接池向量中删除它
      
              connections.removeElement(pConn);
      
              }
      
              // 置连接池为空
      
              connections = null;

    }

    /**

    * 关闭一个数据库连接

    *

    * @param 需要关闭的数据库连接

    */

    private void closeConnection(Connection conn) {

              try {
      
               conn.close();
      
              }catch (SQLException e) {
      
               System.out.println(" 关闭数据库连接出错: "+e.getMessage());
      
              }

    }

    /**

    * 使程序等待给定的毫秒数

    *

    * @param 给定的毫秒数

    */

    private void wait(int mSeconds) {

              try {
      
               Thread.sleep(mSeconds);
      
              }
        
                  catch (InterruptedException e) {
      
              }

    }

    /**

    *

    * 内部使用的用于保存连接池中连接对象的类

    * 此类中有两个成员,一个是数据库的连接,另一个是指示此连接是否

    * 正在使用的标志。

    */

    class PooledConnection {

              Connection connection = null;// 数据库连接
      
              boolean busy = false; // 此连接是否正在使用的标志,默认没有正在使用
      
              // 构造函数,根据一个 Connection 构告一个 PooledConnection 对象
      
              public PooledConnection(Connection connection) {
      
               this.connection = connection;
      
              }
      
              // 返回此对象中的连接
      
              public Connection getConnection() {
      
               return connection;

              }

              // 设置此对象的,连接
      
              public void setConnection(Connection connection) {
      
               this.connection = connection;
       
              }
       
              // 获得对象连接是否忙
       
              public boolean isBusy() {
       
               return busy;
       
              }
       
              // 设置对象的连接正在忙
       
    public void setBusy(boolean busy) {
       
               this.busy = busy;
       
              }

    }

    }

    =======================================

    这个例子是根据POSTGRESQL数据库写的,
    请用的时候根据实际的数据库调整。

    调用方法如下:

    ① ConnectionPool connPool
                                          = new ConnectionPool("org.postgresql.Driver"
                                                                              ,"jdbc:postgresql://dbURI:5432/DBName"
                                                                              ,"postgre"
                                                                              ,"postgre");

    ② connPool .createPool();
      Connection conn = connPool .getConnection();

     

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