数据库连接池技术详解

前言

今天来讲一下数据库连接池技术．其实这个名词也就是听起来高大上一点，实际上并不是很复杂的内容，相信在我的讲解下，并且自己实际的将代码写一遍之后，能够对这项技术有较为深刻的理解．废话不多说，开始讲解．

数据库连接池技术概述

所谓的数据库连接池技术，就是用来分配，管理，释放数据库连接的．你也许会问，好像我直接用JDBC也能够实现这些功能吧．
嗯，你说的没错，JDBC确实也可以，但是，你记不记得，我们使用JDBC技术的时候，每次用完了，是不是都会将连接关闭；等到下一次再用的时候，是不是都得将数据库连接再打开？
实际上，数据库链接资源是十分宝贵的，我们在小型的项目中还看不出来，在高并发的项目中，你会发现，这样频繁的打开和关闭数据库链接是对服务器的一种摧残，十分影响效率．
那么，数据库连接池是如何做的呢？
实现思路是这样的：在每次有访问的时候，数据库连接池会给用户分配一个数据库连接，当用户用完了连接之后，连接池再将连接回收，放回一个连接集合中．
原理就是这样的，我们来看一下这张图加深印象

这样你可能还是不太清楚，而且，数据库连接池要考虑的东西要比上面说的更复杂，不过不要害怕，我通过实际的代码来帮你理解一下．
备注：下面的代码是自己实现一个简单的数据库连接池，着重了解数据库连接池的原理．

自己实现一个数据库连接池

注意：下面的代码我是分块讲解的，你一个个粘贴下来，最后肯定也是能运行的，为了方便，我会在讲完之后，给出完整的实现代码．

• 定义初始化连接数目，最大连接数以及当前已经连接的数目
  一开始，当数据库连接池启动的时候，为了实现上面的需求，我们肯定是要先给出几个已经完成的连接的，这样用户访问的时候就能直接拿到了；此外，当某一段时间的访问用户超过我定义的连接池中的连接个数，肯定是要额外新建连接给用户使用；当然，这个新建的连接肯定是不能无限制的，否则还是会很影响效率的，所以，我们还要定义最大的连接数．

private final int init_count = 3; //初始化链接数目
private final int max_count = 6; //最大连接数
private int current_count = 0; //到当前连接数

• 那么，我们一开始新建的连接池要放在哪里供用户使用呢？肯定是要创建一个连接集合的，这样的操作比较方便．至于为什么要使用LinkedList这样一个集合，一会就会介绍的．

private LinkedList<Connection> pool = new LinkedList<Connection>();

• 刚才说了，一开始我们肯定是要初始化连接给用户使用的，那么，就需要在连接池启动的时候就新建一定数量的链接．分析后发现，放在构造函数中初始化链接是最好不过的了，最后再将连接放在链接集合中．

 //构造函数，初始化链接放入连接池
 public MyPool() {
     for (int i=0;i<init_count;i++){
         //记录当前连接数
         current_count++;
         //createConnection是自定义的创建链接函数．
         Connection connection = createConnection();
         pool.addLast(connection);
     }
 }

• 创建一个新的连接，这个就没啥好说的了，毕竟你要的链接都是从这来的．

public Connection createConnection() {
    Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
    Connection connection =DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/keyan","root","root");
    return connection;
｝

• 获取链接
  当用户来访问的时候，我们肯定是要给用户一个连接的，如果池中没有连接了（所有连接均被占用），那么就要创建新的连接，使用createConnection()函数，当然，这个连接的个数肯定是不能超过最大连接数的．如果不满足这两个条件，那么直接抛出异常．

public Connection getConnection() {
     if (pool.size() > 0){
         //removeFirst删除第一个并且返回
         //现在你一定看懂了我说的为什要用LinkedList了吧，因为下面的这个
         //removeFirst()方法会将集合中的第一个元素删除，但是还会返回第一个元素
         //这样就省去了我们很多不必要的麻烦
         return pool.removeFirst();
     }
     if (current_count < max_count){
         //记录当前使用的连接数
         current_count++;
         //创建链接
         return createConnection();
     }
     throw new RuntimeException("当前链接已经达到最大连接数");
}

• 释放资源
  当用户使用完了连接之后，我们要做的并不是关闭连接，而是将连接重新放入资源池LinkedList之中，这样就省去了一遍又一遍的连接关闭．这个就是连接池的核心内容．是不是很简单？

 public void releaseConnection(Connection connection){
    if (pool.size() < init_count){
        pool.addLast(connection);
        current_count--;
    }else {
        try {
            connection.close();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

整个的实现过程就是这样的，下面我把全部的代码贴出来，方便大家学习．

//单元测试
@Test
public class MyPool {
    private final int init_count = 3; //初始化链接数目
    private final int max_count = 6; //最大
    private int current_count = 0; //到当前连接数
    //连接池，用来存放初始化链接
    private LinkedList<Connection> pool = new LinkedList<Connection>();

    //构造函数，初始化链接放入连接池
    public MyPool() {
        for (int i=0;i<init_count;i++){
            //记录当前连接数
            current_count++;
            Connection connection = createConnection();
            pool.addLast(connection);
        }
    }

    //创建新的连接
    public Connection createConnection() {
        try {
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
            Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/keyan","root","root");
            return connection;
        }catch (Exception e){
            System.out.println("数据库链接异常");
            throw new RuntimeException();
        }
    }

    //获取链接
    public Connection getConnection() {
        if (pool.size() > 0){
            //removeFirst删除第一个并且返回
            return pool.removeFirst();
        }
        if (current_count < max_count){
            //记录当前使用的连接数
            current_count++;
            //创建链接
            return createConnection();
        }
        throw new RuntimeException("当前链接已经达到最大连接数");
    }

    //释放链接
    public void releaseConnection(Connection connection){
        if (pool.size() < init_count){
            pool.addLast(connection);
            current_count--;
        }else {
            try {
                connection.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
｝

自己跑了一遍代码之后，你是不是发现原来看起来很复杂的技术，并不像我们想得那样？
好了，介绍完了基本的数据库连接池技术原理之后，我们就要介绍两个开源的优秀的数据连接池技术．
其实，真正的数据库连接池要考虑的东西比我们刚才写的这玩意复杂，现阶段不需要我们写这样复杂的东西，不过如果你感兴趣的话，可以看看数据库连接池的源代码－－没错，这两个连接池都是开源的．OK，接下来就开始吧！

优秀的数据库连接池

首先，sun公司规定，连接池技术需实现javax.sql.DataSource接口，也就是说，如果你要自己实现数据库连接池，那么就必须实现这个接口．是不是很牛比的样子，实际上，作为标准制定方，sun公司还是有很多要求的，这是作为标准制定者的权利，所以，企业或者国家往往会对一些关键技术标准的制定打得头破血流．额，扯远了．．．

DBPC

其实，你可能不知道，如果你的tomcat经过特殊的配置，也是可以作为数据库连接池使用的，因为tomcat内置的就是DBPC..
想要使用DBPC，你必须导入三个jar文件：commons-dbcp2-2.2.0.jar，commons-pool2-2.5.0.jar，commons-logging-1.2.jar．我想，以你的聪明才智，想要获取这三个jar文件，一定是小菜一叠，这是一个软件开发者的必备技能－－学会如何搜索．
使用起来就非常简单了.使用的方式主要有两种，一种是硬编码的方式，就是自己手动设置各种参数，另外一种就是配置相应的配置文件，然后载入就行了．

硬编码实现DBPC

BasicDataSource dataSource = new BasicDataSource();
//参数配置:初始化连接数，最大连接数，连接字符串，驱动，用户，密码
dataSource.setInitialSize(3);   //最大初始化链接
dataSource.setMaxTotal(6);      //最大链接
dataSource.setMaxIdle(3000);    //最大空闲时间
dataSource.setUrl("jdbc:mysql:///keyan");   //url
dataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
dataSource.setUsername("root");
dataSource.setPassword("root");

//获取链接
Connection connection = dataSource.getConnection();
connection.prepareStatement("SELECT * FROM e_person").execute();
connection.close();

使用查询的时候，只需要按照原来JDBC的操作方式就行了，这个没啥好说的，按照我上面的配置方式实现就行了，一定不要忘记导入包．

配置文件方式实现

//创建properties配置文件
Properties properties = new Properties();
//获取文件流
InputStream in = DBCPTest.class.getResourceAsStream("db.properties");
//加载配置文件
properties.load(in);
//创建数据源对象
BasicDataSource dataSource = BasicDataSourceFactory.createDataSource(properties);

//获取链接
Connection connection = dataSource.getConnection();
ResultSet resultSet = connection.prepareStatement("SELECT * FROM e_person").executeQuery();
while (resultSet.next()){
   System.out.println(resultSet.getString("work_name"));
}
connection.close();

上面是基本的操作流程，下面我们看一下这个xml文件的配置
文件db.properties

url=jdbc:mysql:///keyan
driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
username=root
password=root
initialSize=3
maxActive=6
maxIdle=3000

特别要注意的一点是，这个配置文件一定要放在和你的这DBPC类放在同一个包下．
都完成了之后，直接用就可以了．

C3P0

c3p0同样是非常优秀的连接池技术，这个需要导入的文件比较少，只有一个c3p0-0.9.1.2.jar．自己去网站上找一下就好了．
使用c3p0同样是有两种方式，分别也是硬编码方式和配置文件方式．

硬编码方式

//配置相关的参数
ComboPooledDataSource dataSource = new ComboPooledDataSource();
dataSource.setJdbcUrl("jdbc:mysql:///keyan");
dataSource.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
dataSource.setUser("root");
dataSource.setPassword("root");
dataSource.setInitialPoolSize(3);
dataSource.setMaxPoolSize(6);
dataSource.setMaxIdleTime(1000);

Connection connection = dataSource.getConnection();
//sql语句
ResultSet resultSet = connection.prepareStatement("SELECT * FROM e_project").executeQuery();
while (resultSet.next()){
   System.out.println(resultSet.getString("project_name"));
}
connection.close();

和上面一样，简单的使用一下就行了，知道如何使用就行．至于更加深层次的东西，有兴趣的话慢慢研究吧．

配置文件方式

ComboPooledDataSource dataSource = new ComboPooledDataSource();
Connection connection = dataSource.getConnection();
ResultSet resultSet = connection.prepareStatement("SELECT * FROM e_project").executeQuery();
while (resultSet.next()){
    System.out.println(resultSet.getString("project_name"));
}
connection.close();

乍一看，你可能会问，不是配置文件方式实现吗？没错，只是这个是隐式的调用，不需要你实现，只需要新建一个ComboPooledDataSource对象就行了，默认调用xml文件，文件路径是src根目录．也就是说，你只需要将配置文件写在src目录下就行了．重点是如何写这个xml文件．
注意，文件名c3p0-config.xml，这个文件名不能改，必须是这个，文件路径必须是src根目录，否则读取不到．

<c3p0-config>
    <default-config>
        <property name="jdbcUrl">jdbc:mysql://localhost:3306/test</property>
        <property name="driverClass">com.mysql.jdbc.Driver</property>
        <property name="user">root</property>
        <property name="password">root</property>
        <property name="initialPoolSize">3</property>
        <property name="maxPoolSize">6</property>
        <property name="maxIdleTime">1000</property>
    </default-config>
</c3p0-config>

配置文件的参数大体上用到的就这么多，当然，你也可以去找一下相关的资料，了解一下更加详细的参数意义，这些参数，我么日常使用足够了．

补充内容：数据库连接池的优点

资源重用

由于数据库连接得以重用，避免了频繁创建，释放连接引起的大量性能开销。在减少系统消耗的基础上，另一方面也增加了系统运行环境的平稳性。

更快的系统反应速度

数据库连接池在初始化过程中，往往已经创建了若干数据库连接置于连接池中备用。此时连接的初始化工作均已完成。对于业务请求处理而言，直接利用现有可用连接，避免了数据库连接初始化和释放过程的时间开销，从而减少了系统的响应时间

新的资源分配手段

对于多应用共享同一数据库的系统而言，可在应用层通过数据库连接池的配置，实现某一应用最大可用数据库连接数的限制，避免某一应用独占所有的数据库资源

统一的连接管理，避免数据库连接泄露：

在较为完善的数据库连接池实现中，可根据预先的占用超时设定，强制回收被占用连接，从而避免了常规数据库连接操作中可能出现的资源泄露

结语

感谢您的阅读，欢迎指正博客中存在的问题，也可以跟我联系，一起进步，一起交流！

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