扩展 - 数据库连接池 - 《Java 技术知识》

一、Java中数据库连接池的基本介绍
二、数据库连接池技术的优点
三、数据库连接池的种类

一、Java中数据库连接池的基本介绍

二、数据库连接池技术的优点

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 统一的连接管理，避免数据库连接泄漏

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。

三、数据库连接池的种类

1.spring自带的DriverManagerDataSource数据源

<bean id="dataSource"  
      class="org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource">  
  <property name="driverClassName">   
    <value>com.jdbc.mysql.Driver</value>   
  </property>   
  <property name="url">   
    <value>jdbc:mysql://localhost:3306/checkexdb?characterEncoding=utf8</value>   
  </property>   
  <property name="username">   
    <value>test</value>   
  </property>   
  <property name="password">   
    <value>test</value>   
  </property>   
</bean>

Spring本身提供了一个简单的数据源实现类DriverManagerDataSource ，它位于org.springframework.jdbc.datasource包中。这个类实现了javax.sql.DataSource接口，但它并没有提供池化连接的机制，每次调用getConnection()获取新连接时，只是简单地创建一个新的连接。因此，这个数据源类比较适合在单元测试或简单的独立应用中使用，因为它不需要额外的依赖类。
下面是DriverManagerDataSource的简单使用：当然，我们也可以通过上面配置的方式直接使用DriverManagerDataSource。

DriverManagerDataSource ds = new DriverManagerDataSource ();      
ds.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");      
ds.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/checkexdb?characterEncoding=utf8");      
ds.setUsername("test");      
ds.setPassword("test");      
Connection actualCon = ds.getConnection();

2.DBCP数据源

Spring在第三方依赖包中包含了两个数据源的实现类包，其一是Apache的DBCP，其二是 C3P0。可以在Spring配置文件中利用这两者中任何一个配置数据源。
DBCP类包位于/lib/jakarta-commons/commons-dbcp.jar，DBCP是一个依赖 Jakarta commons-pool对象池机制的数据库连接池，所以在类路径下还必须包括/lib/jakarta- commons/commons-pool.jar。另外还需要个commons-collections.jar包项，它是目组中的一个各种集合类和集合工具类的封装，类似C++中的Boost库，是对Java容器类型和算法的补充，为Java标准的Collections API提供了相当好的补充和拓展。
下面是使用DBCP配置MySql数据源的配置片断：

<bean id="dataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource"       
        destroy-method="close">       
    <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver" />      
    <property name="url" value="jdbc:mysql://localhost:3309/Summer" />      
    <property name="username" value="root" />      
    <property name="password" value="1234" />      
</bean>

BasicDataSource提供了close()方法关闭数据源，所以必须设定destroy-method=”close”属性，以便Spring容器关闭时，数据源能够正常关闭。除以上必须的数据源属性外，还有一些常用的属性：

defaultAutoCommit：设置从数据源中返回的连接是否采用自动提交机制，默认值为 true；
defaultReadOnly：设置数据源是否仅能执行只读操作，默认值为 false；
maxActive：最大连接数据库连接数，设置为0时，表示没有限制；
maxIdle：最大等待连接中的数量，设置为0时，表示没有限制；
maxWait：最大等待秒数，单位为毫秒，超过时间会报出错误信息；
validationQuery：用于验证连接是否成功的查询SQL语句，SQL语句必须至少要返回一行数据，如你可以简单地设置为：“select count(*) from user”；
removeAbandoned：是否自我中断，默认是 false ；
removeAbandonedTimeout：几秒后数据连接会自动断开，在removeAbandoned为true，提供该值；
logAbandoned：是否记录中断事件，默认为 false；

3.C3P0数据源
C3P0是一个开放源代码的JDBC数据源实现项目，它在lib目录中与Hibernate一起发布，实现了JDBC3和JDBC2扩展规范说明的 Connection 和Statement 池。C3P0类包位于/lib/c3p0/c3p0-0.9.0.4.jar。下面是使用C3P0配置一个mysql数据源：
```
<bean id="dataSource" class="com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource"       
      destroy-method="close">      
  <property name="driverClass" value="com.jdbc.mysql.Driver"/>      
  <property name="jdbcUrl" value="jdbc:mysql://localhost:3306/checkexdb?characterEncoding=utf8"/>      
  <property name="username" value="admin"/>      
  <property name="password" value="1234"/>      
</bean>
```
ComboPooledDataSource和BasicDataSource一样提供了一个用于关闭数据源的close()方法，这样我们就可以保证Spring容器关闭时数据源能够成功释放。
C3P0拥有比DBCP更丰富的配置属性，通过这些属性，可以对数据源进行各种有效的控制：
acquireIncrement：当连接池中的连接用完时，C3P0一次性创建新连接的数目；
acquireRetryAttempts：定义在从数据库获取新连接失败后重复尝试获取的次数，默认为30；
acquireRetryDelay：两次连接中间隔时间，单位毫秒，默认为1000；
autoCommitOnClose：连接关闭时默认将所有未提交的操作回滚。默认为false；
automaticTestTable： C3P0将建一张名为Test的空表，并使用其自带的查询语句进行测试。如果定义了这个参数，那么属性preferredTestQuery将被忽略。你不能在这张Test表上进行任何操作，它将中为C3P0测试所用，默认为null；
breakAfterAcquireFailure：获取连接失败将会引起所有等待获取连接的线程抛出异常。但是数据源仍有效保留，并在下次调用getConnection()的时候继续尝试获取连接。如果设为true，那么在尝试获取连接失败后该数据源将申明已断开并永久关闭。默认为 false；
checkoutTimeout：当连接池用完时客户端调用getConnection()后等待获取新连接的时间，超时后将抛出SQLException，如设为0则无限期等待。单位毫秒，默认为0；
connectionTesterClassName：通过实现ConnectionTester或QueryConnectionTester的类来测试连接，类名需设置为全限定名。默认为 com.mchange.v2.C3P0.impl.DefaultConnectionTester；
idleConnectionTestPeriod：隔多少秒检查所有连接池中的空闲连接，默认为0表示不检查；
initialPoolSize：初始化时创建的连接数，应在minPoolSize与maxPoolSize之间取值。默认为3；
maxIdleTime：最大空闲时间，超过空闲时间的连接将被丢弃。为0或负数则永不丢弃。默认为0；
maxPoolSize：连接池中保留的最大连接数。默认为15；
maxStatements：JDBC的标准参数，用以控制数据源内加载的PreparedStatement数量。但由于预缓存的Statement属于单个Connection而不是整个连接池。所以设置这个参数需要考虑到多方面的因素，如果maxStatements与 maxStatementsPerConnection均为0，则缓存被关闭。默认为0；
maxStatementsPerConnection：连接池内单个连接所拥有的最大缓存Statement数。默认为0；
numHelperThreads：C3P0是异步操作的，缓慢的JDBC操作通过帮助进程完成。扩展这些操作可以有效的提升性能，通过多线程实现多个操作同时被执行。默认为3；
preferredTestQuery：定义所有连接测试都执行的测试语句。在使用连接测试的情况下这个参数能显著提高测试速度。测试的表必须在初始数据源的时候就存在。默认为null；
propertyCycle：用户修改系统配置参数执行前最多等待的秒数。默认为300；
testConnectionOnCheckout：因性能消耗大请只在需要的时候使用它。如果设为true那么在每个connection提交的时候都将校验其有效性。建议使用idleConnectionTestPeriod或automaticTestTable
等方法来提升连接测试的性能。默认为false；
testConnectionOnCheckin：如果设为true那么在取得连接的同时将校验连接的有效性。默认为false。

读配置文件的方式引用属性：

<bean id="propertyConfigurer"  class="org.springframework.beans.factory.config.PropertyPlaceholderConfigurer">      
    <property name="location" value="/WEB-INF/jdbc.properties"/>      
</bean>      
<bean id="dataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource"       
        destroy-method="close">      
    <property name="driverClassName" value="${jdbc.driverClassName}" />      
    <property name="url" value="${jdbc.url}" />      
    <property name="username" value="${jdbc.username}" />      
    <property name="password" value="${jdbc.password}" />      
</bean>

在jdbc.properties属性文件中定义属性值：

jdbc.driverClassName= com.mysql.jdbc.Driver
jdbc.url= jdbc:mysql://localhost:3309/summerdb
jdbc.username=root
jdbc.password=1234

提示经常有开发者在${xxx}的前后不小心键入一些空格，这些空格字符将和变量合并后作为属性的值。如：的属性配置项，在前后都有空格，被解析后，username的值为“ 1234 ”，这将造成最终的错误，因此需要特别小心。
C3P0数据库连接池的使用，代码如下：

public class C3P0_ {
    //1.方式1：相关参数，在程序中指定user,url,password等
    @Test
    public void testC3P0_01() throws Exception {
        //1.创建一个数据源对象
        ComboPooledDataSource comboPooledDataSource = new ComboPooledDataSource();
        //2.通过配置mysql.properties获取相关连接信息
        //通过Properties，获取相关配置文件的信息
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\\mysql.properties"));
        //获取相关的值
        String user = properties.getProperty("user");
        String password = properties.getProperty("password");
        String driver = properties.getProperty("driver");
        String url = properties.getProperty("url");
        //给数据源comboPooledDataSource设置相关的参数
        //注意：连接管理是由comboPooledDataSource来管理
        comboPooledDataSource.setDriverClass(driver);
        comboPooledDataSource.setJdbcUrl(url);
        comboPooledDataSource.setUser(user);
        comboPooledDataSource.setPassword(password);
        //初始化连接数
        comboPooledDataSource.setInitialPoolSize(10);
        //设置最大连接数
        comboPooledDataSource.setMaxPoolSize(50);
        //测试连接池的效率，测试对mysql 5000次操作
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            Connection connection = comboPooledDataSource.getConnection();//这个方法就是从DataSource接口实现的
            connection.close();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("C3P0 5000次连接mysql耗时：" + (end - start));//C3P0 5000次连接mysql耗时：1038
    }
    //第二种方式，使用配置文件模板来完成
    //1.将c3p0提供的 拷贝到src目录下
    //2.该文件指定了连接数据库和连接池的相关参数
    @Test
    public void testC3P0_02() throws Exception {
        ComboPooledDataSource comboPooledDataSource = new ComboPooledDataSource("ly_edu");
        //测试5000次连接mysql
        long start=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("开始执行");
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            Connection connection = comboPooledDataSource.getConnection();
            connection.close();
        }
        long end=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("C3P0 5000次连接mysql耗时：" + (end - start));//C3P0 5000次连接mysql耗时：1026
    }
}

第二种方式需要使用配置模板来完成，将c3p0-config.xml拷贝到src目录下，就可以使用了，c3p0-config.xml代码如下：

<c3p0-config>
    <!--数据库源名称代表连接池-->
    <named-config name="ly_edu">
        <!-- 使用默认的配置读取连接池对象-->
        <!--  连接参数 -->
        <property name="driverClass">com.mysql.cj.jdbc.Driver</property>
        <property name="jdbcUrl">jdbc:mysql://localhost:3306/db_ly?serverTimezone=GMT</property>
        <property name="user">root</property>
        <property name="password">123456</property>
        <!-- 连接池参数 -->
        <!--每次增长的连接数-->
        <property name="acquireIncrement">5</property>
        <!-- 初始连接数 -->
        <property name="initialPoolSize">10</property>
        <!--最小连接数-->
        <property name="minPoolSize">5</property>
        <!-- 最大连接数 -->
        <property name="maxPoolSize">10</property>
        <!--可连接的最多的命令对象数-->
        <property name="maxStatements">5</property>
        <!--每个连接对象可连接的最多的命令对象数-->
        <property name="maxStatementsPerConnection">2</property>
    </named-config>
</c3p0-config>

4.JNDI数据源

如果应用配置在高性能的应用服务器（如WebLogic或Websphere等）上，我们可能更希望使用应用服务器本身提供的数据源。应用服务器的数据源使用JNDI开放调用者使用，Spring为此专门提供引用JNDI资源的JndiObjectFactoryBean类。下面是一个简单的配置例子：

<bean id="TerasolunaSampleDataSource" class="org.springframework.jndi.JndiObjectFactoryBean">
  <property name="jndiName">
    <!-- Tomcat -->
    <value>java:comp/env/jdbc/TerasolunaSummerDataSource</value>
    <!-- Tomcat以外 -->
    <!-- <value>jdbc/TerasolunaSummerDataSource</value> -->
  </property>
</bean>

通过jndiName指定引用的JNDI数据源名称。
Spring 2.0为获取J2EE资源提供了一个jee命名空间，通过jee命名空间，可以有效地简化J2EE资源的引用。下面是使用jee命名空间引用JNDI数据源的配置：

<beans xmlns=http://www.springframework.org/schema/beans    
       xmlns:xsi=http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance    
       xmlns:jee=http://www.springframework.org/schema/jee    
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans     
                           http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-2.0.xsd     
                           http://www.springframework.org/schema/jee    
                           http://www.springframework.org/schema/jee/spring-jee-2.0.xsd">      
  <jee:jndi-lookup id="dataSource" jndi-name="java:comp/env/jdbc/TerasolunaSummerDataSource"/>      
</beans>

附在/META-INF/context.xml的DataSource链接情报：

<Context>
  <Resource
     name="jdbc/TerasolunaSummerDataSource"
     type="javax.sql.DataSource"
     driverClassName="org.postgresql.Driver"
     username="togodb"
     password="togo"
     url="jdbc:postgresql://127.0.0.1:5432/summerdb"
     maxIdle="2"
     maxWait="5000"
     maxActive="4"/>
</Context>

5.德鲁伊(Druid)数据库连接池

public class Druid_ {
    @Test
    public void testDruid() throws Exception {
        //1.加入Druid jar包
        //2.加入配置文件，将该文件拷贝到项目的src目录下
        //3.创建Properties对象，读取配置文件
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\\druid.properties"));
        //4.创建一个指定参数的数据库连接池
        DataSource dataSource = DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);
        long start =System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            Connection connection = dataSource.getConnection();
            connection.close();
        }
        long end =System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Druid 5000次连接mysql耗时：" + (end - start));//Druid 5000次连接mysql耗时：3608
    }
}

JDBCUtilsByDruid工具类代码如下：

//基于druid数据库连接池的工具类
public class JDBCUtilsByDruid {
    private static DataSource ds;
    //在静态代码块完成 ds初始化
    static {
        try {
            Properties properties = new Properties();
            properties.load(new FileInputStream("src\\druid.properties"));
            ds = DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    //编写getConnection方法
    public static Connection getConnection() throws SQLException {
        return ds.getConnection();
    }
    //关闭连接,在数据库连接池中，close不是真正的断掉连接
    //而是把使用的Connection对象放回到连接池
    public static void close(ResultSet resultSet, Statement statement, Connection connection) {
        try {
            if (resultSet != null) {
                resultSet.close();
            }
            if (statement != null) {
                statement.close();
            }
            if (connection != null) {
                connection.close();
            }
        } catch (SQLException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

JDBCUtilsByDruid工具类的使用：

public class JDBCUtilsByDruid_Use {
    @Test
    public void testSelect() {
        Connection connection = null;
        String sql = "SELECT id,name,borndate FROM ACTOR WHERE id = ?";
        PreparedStatement preparedStatement = null;
        ResultSet resultSet = null;
        try {
            //1.得到连接
            connection = JDBCUtilsByDruid.getConnection();
            System.out.println(connection.getClass());//class com.alibaba.druid.pool.DruidPooledConnection
            preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
            preparedStatement.setInt(1, 2);
            //执行得到结果集
            resultSet = preparedStatement.executeQuery();
            while (resultSet.next()) {
                String name = resultSet.getString("name");
                int id = resultSet.getInt("id");
                Date borndate = resultSet.getDate("borndate");
                System.out.println(id + "\t" + name + "\t" + borndate);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            JDBCUtilsByDruid.close(resultSet, preparedStatement, connection);
        }
    }
}

数据库连接池