JDBC 進階——連接池

本文包括

  1. 傳統(tǒng)JDBC的缺點

  2. 連接池原理

  3. 自定義連接池

  4. 開源數據庫連接池

  5. DBCP連接池

  6. C3P0連接池

  7. Tomcat內置連接池

1、傳統(tǒng)JDBC的缺點

  • 用戶每次請求都需要向數據庫獲得鏈接,而數據庫創(chuàng)建連接通常需要消耗相對較大的資源,創(chuàng)建時間也較長。

  • 假設網站一天10萬訪問量,數據庫服務器就需要創(chuàng)建10萬次連接,極大的浪費數據庫的資源,并且極易造成數據庫服務器內存溢出、拓機。

2、連接池原理

  • 在服務器端一次性創(chuàng)建多個連接,將多個連接保存在一個連接池對象中,當應用程序的請求需要操作數據庫時,不會為請求創(chuàng)建新的連接,而是直接從連接池中獲得一個連接,操作數據庫結束之后,并不需要真正關閉連接,而是將連接放回到連接池中。

  • 節(jié)省創(chuàng)建連接、釋放連接 資源

3、自定義連接池

  • 編寫連接池需實現(xiàn)javax.sql.DataSource接口。DataSource接口中定義了兩個重載的getConnection方法:

      Connection.getConnection() 
    
      Connection.getConnection(String username, String password) 
    
  • 自定義一個類,實現(xiàn)DataSource接口,并實現(xiàn)連接池功能的步驟:

    • 在自定義類的構造函數中批量創(chuàng)建Connection,并把創(chuàng)建的連接保存到一個集合對象中(LinkedList)。

    • 在自定義類中實現(xiàn)Connection.getConnection方法,讓getConnection方法每次調用時,從集合對象中取出一個Connection返回給用戶。

    • 當用戶使用完Connection,不能調用Connection.close()方法,而要使用連接池提供關閉方法,即將Connection放回到連接池之中(把Connection存入集合對象中)。

      Connection對象應保證將自己返回到連接池的集合對象中,而不要把Connection還給數據庫。

    • 如果用戶習慣調用Connection.close()方法,則可以使用動態(tài)代理來增強原有方法。

  • demo:

      public class MyDataSource implements DataSource {
      
          // 鏈表 --- 實現(xiàn) 棧結構 、隊列 結構
          private LinkedList<Connection> dataSources = new LinkedList<Connection>();
      
          public MyDataSource() {
              // 一次性創(chuàng)建10個連接
              for (int i = 0; i < 10; i++) {
                  try {
                      Connection conn = JDBCUtils.getConnection();
                      // 將連接加入連接池中
                      dataSources.add(conn);
                  } catch (Exception e) {
                      e.printStackTrace();
                  }
              }
          }
      
          @Override
          public Connection getConnection() throws SQLException {
              // 取出連接池中一個連接
              final Connection conn = dataSources.removeFirst(); // 刪除第一個連接返回
              System.out.println("取出一個連接剩余 " + dataSources.size() + "個連接!");
              // 將目標Connection對象進行增強
              Connection connProxy = (Connection) Proxy.newProxyInstance(conn
                      .getClass().getClassLoader(), conn.getClass().getInterfaces(),
                      new InvocationHandler() {
                          // 執(zhí)行代理對象任何方法 都將執(zhí)行 invoke
                          @Override
                          public Object invoke(Object proxy, Method method,
                                  Object[] args) throws Throwable {
                              if (method.getName().equals("close")) {
                                  // 需要加強的方法
                                  // 不將連接真正關閉,將連接放回連接池
                                  releaseConnection(conn);
                                  return null;
                              } else {
                                  // 不需要加強的方法
                                  return method.invoke(conn, args); // 調用真實對象方法
                              }
                          }
                      });
              return connProxy;
          }
      
          // 將連接放回連接池
          public void releaseConnection(Connection conn) {
              dataSources.add(conn);
              System.out.println("將連接 放回到連接池中 數量:" + dataSources.size());
          }
      
          @Override
          public Connection getConnection(String username, String password)
                  throws SQLException {
              return null;
          }
      
          @Override
          public PrintWriter getLogWriter() throws SQLException {
              // TODO Auto-generated method stub
              return null;
          }
      
          @Override
          public int getLoginTimeout() throws SQLException {
              // TODO Auto-generated method stub
              return 0;
          }
      
          @Override
          public void setLogWriter(PrintWriter out) throws SQLException {
              // TODO Auto-generated method stub
      
          }
      
          @Override
          public void setLoginTimeout(int seconds) throws SQLException {
              // TODO Auto-generated method stub
      
          }
      
          @Override
          public boolean isWrapperFor(Class<?> iface) throws SQLException {
              // TODO Auto-generated method stub
              return false;
          }
      
          @Override
          public <T> T unwrap(Class<T> iface) throws SQLException {
              // TODO Auto-generated method stub
              return null;
          }
      
      }
    

4、開源數據庫連接池

  • 現(xiàn)在很多WEB服務器(Weblogic, WebSphere, Tomcat)都提供了DataSoruce的實現(xiàn),即連接池的實現(xiàn)。通常我們把DataSource的實現(xiàn),按其英文含義稱之為數據源,數據源中都包含了數據庫連接池的實現(xiàn)。

  • 也有一些開源組織提供了數據源的獨立實現(xiàn):

    • Apache commons-dbcp 數據庫連接池

    • C3P0 數據庫連接池

    • Apache Tomcat內置的連接池(apache dbcp)

  • 實際應用時不需要編寫連接數據庫代碼,直接從數據源獲得數據庫的連接。程序員編程時也應盡量使用這些數據源的實現(xiàn),以提升程序的數據庫訪問性能。

  • 原來由jdbcUtil創(chuàng)建連接,現(xiàn)在由dataSource創(chuàng)建連接,為實現(xiàn)不和具體數據綁定,因此datasource也應采用配置文件的方法獲得連接。

  • 在Apache官網下載時,注意這些開源連接池的版本,要與本地JDK與JDBC版本對應!

    比如說:Apache Commons DBCP 2.1.1 for JDBC 4.1 (Java 7.0+)

    我在MyEclipse創(chuàng)建工程時設置JAVASE-1.6,而現(xiàn)在最新的DBCP版本為2.1.1,它要求的是Java 7.0+,所以在import相關包時,會報錯,提示需要configure build path。

    解決方法:下載低版本的兩個jar包即可。

5、DBCP連接池

  • DBCP 是 Apache 軟件基金組織下的開源連接池實現(xiàn),使用DBCP連接池,需要在build path中增加如下兩個 jar 文件:

    • Commons-dbcp.jar:連接池的實現(xiàn)

    • Commons-pool.jar:連接池實現(xiàn)的依賴庫

  • Tomcat 的連接池正是采用該連接池來實現(xiàn)的。該數據庫連接池既可以與應用服務器整合使用,也可由應用程序獨立使用。

  • 使用DBCP連接池,需要有driverclass、url、username、password,有兩種方法配置:

    • 使用BasicDataSource.setXXX(XXX)方法手動設置四個參數

        @Test
        public void demo1() throws SQLException {
            // 使用BasicDataSource 創(chuàng)建連接池
            BasicDataSource basicDataSource = new BasicDataSource();
            // 創(chuàng)建連接池 一次性創(chuàng)建多個連接池
      
            // 連接池 創(chuàng)建連接 ---需要四個參數
            basicDataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
            basicDataSource.setUrl("jdbc:mysql:///day14");
            basicDataSource.setUsername("root");
            basicDataSource.setPassword("123");
      
            // 從連接池中獲取連接
            Connection conn = basicDataSource.getConnection();
            String sql = "select * from account";
            PreparedStatement stmt = conn.prepareStatement(sql);
            ResultSet rs = stmt.executeQuery();
      
            while (rs.next()) {
                System.out.println(rs.getString("name"));
            }
      
            JDBCUtils.release(rs, stmt, conn);
        }
      
    • 編寫properties配置文件,在測試代碼中創(chuàng)建Properties對象加載文件

      dbcp.properties文件:

        driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
        url=jdbc:mysql:///day14
        username=root
        password=123
      

      測試代碼:

        @Test
        public void demo2() throws Exception {
            // 讀取dbcp.properties ---- Properties
            Properties properties = new Properties();
            properties.load(new FileInputStream(this.getClass().getResource(
                    "/dbcp.properties").getFile()));
      
            DataSource basicDataSource = BasicDataSourceFactory
                    .createDataSource(properties);
      
            // 從連接池中獲取連接
            Connection conn = basicDataSource.getConnection();
            String sql = "select * from account";
            PreparedStatement stmt = conn.prepareStatement(sql);
            ResultSet rs = stmt.executeQuery();
      
            while (rs.next()) {
                System.out.println(rs.getString("name"));
            }
      
            JDBCUtils.release(rs, stmt, conn);
      
        }
      

6、C3P0連接池

  • 使用C3P0連接池,需要在build path中添加一個jar包:c3p0-版本號.jar

  • Basic Pool Configuration 基本屬性

    • acquireIncrement 當連接池連接用完了,根據該屬性決定一次性新建多少連接

    • initialPoolSize 初始化一次性創(chuàng)建多少個連接

    • maxPoolSize 最大連接數

    • maxIdleTime 最大空閑時間,當連接池中連接經過一段時間沒有使用,根據該數據進行釋放

      maxIdleTime

      Default: 0

      Seconds a Connection can remain pooled but unused before being discarded. Zero means idle connections never expire. [See "Basic Pool Configuration"]

    • minPoolSize 最小連接池尺寸
      
    • 總而言之:當創(chuàng)建連接池時,一次性創(chuàng)建initialPoolSize 個連接,當連接使用完一次性創(chuàng)建 acquireIncrement 個連接,連接最大數量 maxPoolSize ,當連接池連接數量大于 minPoolSize ,經過maxIdleTime 連接沒有使用, 該連接將被釋放。

  • 使用C3P0連接池,同樣有兩種方法配置

    • 手動配置(除了設置四個必須的參數,還可以設置Basic Pool Configuration)

        @Test
        public void demo1() throws Exception {
            // 創(chuàng)建一個連接池
            ComboPooledDataSource dataSource = new ComboPooledDataSource();
            // 手動設置四個參數
            dataSource.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
            dataSource.setJdbcUrl("jdbc:mysql:///day14");
            dataSource.setUser("root");
            dataSource.setPassword("123");
      
            //dataSource.setMaxPoolSize(40); // 手動設置Basic Pool Configuration
      
            Connection conn = dataSource.getConnection();
            String sql = "select * from account";
            PreparedStatement stmt = conn.prepareStatement(sql);
      
            ResultSet rs = stmt.executeQuery();
      
            while (rs.next()) {
                System.out.println(rs.getString("name"));
            }
      
            JDBCUtils.release(rs, stmt, conn);
        }
      
    • 使用c3p0-config.xml配置:

      c3p0-config.xml文件:

        <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
        <c3p0-config>
            <default-config> <!-- 默認配置 -->
                <property name="driverClass">com.mysql.jdbc.Driver</property>
                <property name="jdbcUrl">jdbc:mysql:///day14</property>
                <property name="user">root</property>
                <property name="password">123</property>
                
                <property name="acquireIncrement">10</property>
                <property name="initialPoolSize">10</property>
                <property name="maxPoolSize">100</property>
                <property name="maxIdleTime">60</property>
                <property name="minPoolSize">5</property>
            </default-config>
            <named-config name="itcast">   <!-- 自定義配置 -->
                <property name="driverClass">com.mysql.jdbc.Driver</property>
                <property name="jdbcUrl">jdbc:mysql:///day14</property>
                <property name="user">root</property>
                <property name="password">123</property>
                
                <property name="acquireIncrement">10</property>
                <property name="initialPoolSize">10</property>
                <property name="maxPoolSize">100</property>
                <property name="maxIdleTime">60</property>
                <property name="minPoolSize">5</property>
            </named-config>
        </c3p0-config>
      

      測試代碼:

        @Test
        public void demo2() throws SQLException {
            // 使用c3p0配置文件
            // 自動加載src/c3p0-config.xml,不需要像前文的dbcpconfig.properties那樣加載配置文件!
        
            // ComboPooledDataSource dataSource = new ComboPooledDataSource(); // 使用默認配置
            ComboPooledDataSource dataSource = new ComboPooledDataSource("itcast"); // 使用自定義配置
      
            Connection conn = dataSource.getConnection();
            String sql = "select * from account";
            PreparedStatement stmt = conn.prepareStatement(sql);
      
            ResultSet rs = stmt.executeQuery();
      
            while (rs.next()) {
                System.out.println(rs.getString("name"));
            }
      
            JDBCUtils.release(rs, stmt, conn);
        }
      

7、Tomcat內置連接池

  • 因為Tomcat和 dbcp 都是Apache公司項目,Tomcat內部連接池就是dbcp。

  • Tomcat支持Servlet、JSP等,類似于容器,但并不支持所有JavaEE規(guī)范,JNDI就是JavaEE規(guī)范之一。

  • 開發(fā)者通過JNDI方式可以訪問Tomcat內置連接池。

使用Tomcat內置連接池的前提

  • 將web工程部署到Tomcat三種方式: 配置server.xml <Context> 元素、配置獨立xml文件 <Context> 元素 、直接將網站目錄復制Tomcat/webapps
    虛擬目錄 ---- <Context> 元素

  • 若想使用Tomcat內置連接池,必須要在Context元素中添加Resource標簽,具體代碼如下:

      <Context>
          <Resource name="jdbc/TestDB" auth="Container" type="javax.sql.DataSource"
                     maxActive="100" maxIdle="30" maxWait="10000"
                     username="root" password="123" driverClassName="com.mysql.jdbc.Driver"
                     url="jdbc:mysql://localhost:3306/day14"/>
      </Context>
    
  • 在哪里配置元素?有三個位置可以配置:

    1. tomcat安裝目錄/conf/context.xml --------- 對當前Tomcat內部所有虛擬主機中任何工程都有效

    2. tomcat安裝目錄/conf/Catalina/虛擬主機目錄/context.xml -------- 對當前虛擬主機任何工程都有效

    3. 在web工程根目錄/META-INF/context.xml ------- 對當前工程有效 (常用?。?/strong>

      具體做法:MyEclipse中,在項目根目錄的WebRoot/META-INF中,新建context.xml文件,配置代碼如下:

       <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
       <!-- tomcat啟動時,加載該配置文件,創(chuàng)建連接池,將連接池保存tomcat容器中 -->
       <Context>
       <Resource name="jdbc/TestDB" auth="Container" type="javax.sql.DataSource"
                      maxActive="100" maxIdle="30" maxWait="10000"
                      username="root" password="123" driverClassName="com.mysql.jdbc.Driver"
                      url="jdbc:mysql://localhost:3306/day14"/>
       </Context>
      

JNDI技術簡介

  • JNDI(Java Naming and Directory Interface),Java命名和目錄接口,它對應于J2SE中的javax.naming包,

  • 這套API的主要作用在于:它可以把Java對象放在一個容器中(支持JNDI容器 Tomcat),并為容器中的java對象取一個名稱,以后程序想獲得Java對象,只需通過名稱檢索即可。

  • 其核心API為Context,它代表JNDI容器,其lookup方法為檢索容器中對應名稱的對象。

使用JNDI訪問Tomcat內置連接池

  1. 將數據庫驅動的jar包復制到Tomcat安裝目錄/lib中,這樣Tomcat服務器才能找到數據庫驅動。

  2. 編寫訪問JNDI程序,運行在Tomcat內部,所以通常是運行在Servlet、JSP中。

  3. 在Tomcat啟動時,自動加載配置文件(context.xml),創(chuàng)建數據庫連接池,該連接池由Tomcat管理。

JNDI原理.jpg
  1. demo:

     public class TomcatServlet extends HttpServlet {
     
         public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
                 throws ServletException, IOException {
             try {
                 // 創(chuàng)建檢索對象
                 Context initCtx = new InitialContext();
                 // 默認查找頂級java,名稱串固定:java:comp/env
                 Context envCtx = (Context) initCtx.lookup("java:comp/env");
                 // 根據設置的名稱查找連接池對象
                 DataSource ds = (DataSource) envCtx.lookup("jdbc/TestDB");
     
                 // 獲得連接池中一個連接,接下來的代碼和連接池無關
                 Connection conn = ds.getConnection();
                 String sql = "select * from account";
                 PreparedStatement stmt = conn.prepareStatement(sql);
                 ResultSet rs = stmt.executeQuery();
     
                 while (rs.next()) {
                     System.out.println(rs.getString("name"));
                 }
     
                 JDBCUtils.release(rs, stmt, conn);
             } catch (NamingException e) {
                 e.printStackTrace();
             } catch (SQLException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
     
         }
     
         public void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
                 throws ServletException, IOException {
             doGet(request, response);
         }
     
     }
    

JDBC文集:

  1. Java 與數據庫的橋梁——JDBC:http://www.itdecent.cn/p/c0acbd18794c

  2. JDBC 進階——連接池:http://www.itdecent.cn/p/ad0ff2961597

  3. JDBC 進階——元數據:http://www.itdecent.cn/p/36d5d76342f1

  4. JDBC框架——DBUtils:http://www.itdecent.cn/p/10241754cdd7

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