Java 数据库连接池笔记

JDBC

Java 数据库连接（Java Database Connectivity，简称JDBC）是 Java 语言中用来规范客户端程序如何来访问数据库的应用程序接口，提供了诸如查询和更新数据库中数据的方法。

JDBC 的创建

使用 JDBC 访问数据库的流程:

1. 加载 JDBC 驱动
2. 连接数据库
3. 执行 SQL 查询
4. 从结果集中提取数据
5. 处理结果集
6. 清理环境，关闭所有的数据库资源，释放内存

关于 JDBC 更详细的介绍与使用：Java-MySQL连接

JDBC 的缺点

熟悉 JDBC 编程的，我们知道它存在很多缺点，如：

1. 数据库连接，使用时创建，不使用立即释放，对数据库进行频繁连接开启和关闭，造成数据库资源浪费，影响了数据库的性能。
2. 将 sql 语句硬编码到java代码中，如果 sql 语句的修改，需要重新编译java代码，不利于系统的维护
3. 向 preparedStatement 中设置参数，对占位符位置和参数值，硬编码在代码中，不利于系统的维护。
4. 从 resultSet 中遍历结果集数据时，存在硬编码，将获取表的字段进行硬编码，不利于系统的维护。

针对上述缺点，我们对应的解决方案：

• 问题1：使用数据库的连接池管理数据库的连接。
• 问题2：将 sql 语句配置到 xml 配置文件中，即使 sql 变化，不需要对 java 进行重新编译
• 问题3：将 sql 语句和参数值配置到 xml 中
• 问题4：将查询的结果自动的映射的 java 的对象

总的来说，我们主要会采用数据库连接池解决数据库频繁链接与释放问题，采用配置文件解决 sql 语句硬编码问题。

数据库连接池

连接池技术的核心思想是：连接复用，通过建立一个数据库连接池以及一套连接使用、分配、管理策略，使得该连接池中的连接可以得到高效、安全的复用，避免了数据库连接频繁建立、关闭的开销。另外，由于对 JDBC 中的原始连接进行了封装，从而方便了数据库应用对于连接的使用（特别是对于事务处理），提高了开发效率，也正是因为这个封装层的存在，隔离了应用的本身的处理逻辑和具体数据库访问逻辑，使应用本身的复用成为可能。

连接池的操作：

1. 建立数据库连接池对象（服务器启动）。
2. 按照事先指定的参数创建初始数量的数据库连接（即：空闲连接数）。
3. 对于一个数据库访问请求，直接从连接池中得到一个连接。如果数据库连接池对象中没有空闲的连接，且连接数没有达到最大（即：最大活跃连接数），创建一个新的数据库连接。
4. 存取数据库。
5. 关闭数据库，释放所有数据库连接（此时的关闭数据库连接，并非真正关闭，而是将其放入空闲队列中。如实际空闲连接数大于初始空闲连接数则释放连接）。
6. 释放数据库连接池对象（服务器停止、维护期间，释放数据库连接池对象，并释放所有连接）。

自定义数据库连接池

大致了解了数据库连接池的原理与创建方法，我们可以自己编写一个数据库连接池，而编写连接池需实现javax.sql.DataSource接口。DataSource接口中定义了两个重载的getConnection方法：

  Connection.getConnection() 

  Connection.getConnection(String username, String password) 

自定义一个类，实现DataSource接口，并实现连接池功能的步骤：

1. 在自定义类的构造函数中批量创建Connection，并把创建的连接保存到一个集合对象中（LinkedList）。
2. 在自定义类中实现Connection.getConnection方法，让getConnection方法每次调用时，从集合对象中取出一个Connection返回给用户。
3. 当用户使用完Connection，不能调用Connection.close()方法，而要使用连接池提供关闭方法，即将Connection放回到连接池之中（把Connection存入集合对象中）。

注：Connection对象应保证将自己返回到连接池的集合对象中，而不要把Connection还给数据库。

实际编程时我们并不需要自己编写连接数据库代码，有一些开源组织提供了数据库连接池的实现，我们只要会使用即可。在我实习的公司，主要使用以下两种开源数据库连接池：

• C3P0 数据库连接池
• DBCP 数据库连接池

为此，就这两种数据库连接池，我做一简单的介绍。

C3P0 数据库连接池

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。目前使用它的开源项目有Hibernate，Spring 等。

C3P0 所需 JAR 包： c3p0-0.9.2.1.jar 和 mchange-commons-java-0.2.3.4.jar

配置文件常用的属性：

####### c3p0 #######
c3p0.driverClass=com.mysql.jdbc.Driver
c3p0.jdbcUrl=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test
c3p0.user=xxxx
c3p0.password=xxxxx

c3p0.initialPoolSize=10 //初始化连接数
c3p0.minPoolSize=10 //最大连接数
c3p0.maxPoolSize=30 //最小连接数
c3p0.maxIdleTime=30 //最大空闲时间 => 这就是为什么C3P0有自动回收的原因
c3p0.acquireIncrement=5 //新增连接数

当创建连接池时，一次性创建initialPoolSize 个连接，当连接使用完一次性创建 acquireIncrement 个连接，连接最大数量 maxPoolSize ，当连接池连接数量大于 minPoolSize ，经过 maxIdleTime 连接没有使用， 该连接将被释放。

C3P0 连接创建方式主要分为：配置文件形式和硬编码形式，这点和 DBCP 数据库连接池非常相似，唯一不同的就是配置文件命名规范不同，C3P0 配置文件必须命名为 c3p0-config.xml 或 c3p0-config.properties ,并且放在 src 目录下，而 DBCP 没有这样的要求。

DBCP 数据库连接池

DBCP(DataBase connection pool), 数据库连接池。是 apache 上的一个 java 连接池项目，也是 tomcat 默认使用的连接池组件。

DBCP 需要3个包：common-dbcp.jar,common-pool.jar,common-collections.jar

配置文件常用的属性：

####### dbcp #######
driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test
username=xxxx
password=xxxxx

initialSize=10
# maxActive=10  // dbcp2中已将MaxActive设置为MaxTotal
maxTotal=30  // 可以在这个池中同时被分配的有效连接数的最大值，如设置为负数，则不限制
maxIdle=10  // 可以在池中保持空闲的最大连接数，超出设置值之外的空闲连接将被回收，如设置为负数，则不限制
minIdle=5   // 可以在池中保持空闲的最小连接数，超出设置值之外的空闲连接将被创建，如设置为0，则不创建

关于 C3P0 和 DBCP 配置文件更详细的说明，请自行了解。Demo 可参见我的GitHub仓库，后续会补充测试代码。

C3P0 与 DBCP 区别

1. C3P0 自动回收空闲连接

• 主要因为 maxIdleTime 属性，当连接池连接数量大于 minPoolSize ，经过 maxIdleTime 连接没有使用， 该连接将被释放

2. C3P0 拥有 3 种配置方法，DBCP 拥有 2 种配置方法
3. 对数据连接的处理方式，C3P0 提供最大空闲时间，DBCP 提供最大连接数

• 前者当连接超过最大空闲连接时间时，当前连接就会被断掉。DBCP 当连接数超过最大连接数时，所有连接都会被断开。

参考链接

1. 数据库连接池的工作原理
2. JDBC 进阶——连接池