對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用，由于對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)不是很頻繁状婶。這時(shí)可以簡(jiǎn)單地在需要訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)茅茂，就新創(chuàng)建一個(gè)連接，用完后就關(guān)閉它太抓，這樣做也不會(huì)帶來(lái)什么明顯的性能上的開(kāi)銷空闲。但是對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用，情況就完全不同了走敌。頻繁的建立碴倾、關(guān)閉連接，會(huì)極大的減低系統(tǒng)的性能掉丽，因?yàn)閷?duì)于連接的使用成了系統(tǒng)性能的瓶頸跌榔。
連接復(fù)用。通過(guò)建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池以及一套連接使用管理策略捶障，使得一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接可以得到高效僧须、安全的復(fù)用，避免了數(shù)據(jù)庫(kù)連接頻繁建立项炼、關(guān)閉的開(kāi)銷担平。
對(duì)于共享資源，有一個(gè)很著名的設(shè)計(jì)模式：資源池锭部。該模式正是為了解決資源頻繁分配暂论、釋放所造成的問(wèn)題的。把該模式應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫(kù)連接管理領(lǐng)域拌禾，就是建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池取胎，提供一套高效的連接分配、使用策略，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)連接的高效闻蛀、安全的復(fù)用匪傍。
數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的基本原理是在內(nèi)部對(duì)象池中維護(hù)一定數(shù)量的數(shù)據(jù)庫(kù)連接，并對(duì)外暴露數(shù)據(jù)庫(kù)連接獲取和返回方法觉痛。如：
外部使用者可通過(guò)getConnection
方法獲取連接役衡，使用完畢后再通過(guò)releaseConnection
方法將連接返回，注意此時(shí)連接并沒(méi)有關(guān)閉秧饮，而是由連接池管理器回收，并為下一次使用做好準(zhǔn)備泽篮。
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?
數(shù)據(jù)庫(kù)連接池技術(shù)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)：
1．
資源重用
由于數(shù)據(jù)庫(kù)連接得到重用盗尸，避免了頻繁創(chuàng)建、釋放連接引起的大量性能開(kāi)銷帽撑。在減少系統(tǒng)消耗的基礎(chǔ)上泼各，另一方面也增進(jìn)了系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的平穩(wěn)性（減少內(nèi)存碎片以及數(shù)據(jù)庫(kù)臨時(shí)進(jìn)程/線程的數(shù)量）。
2．
更快的系統(tǒng)響應(yīng)速度
數(shù)據(jù)庫(kù)連接池在初始化過(guò)程中亏拉，往往已經(jīng)創(chuàng)建了若干數(shù)據(jù)庫(kù)連接置于池中備用扣蜻。此時(shí)連接的初始化工作均已完成。對(duì)于業(yè)務(wù)請(qǐng)求處理而言及塘，直接利用現(xiàn)有可用連接莽使，避免了數(shù)據(jù)庫(kù)連接初始化和釋放過(guò)程的時(shí)間開(kāi)銷，從而縮減了系統(tǒng)整體響應(yīng)時(shí)間笙僚。
3．
新的資源分配手段
對(duì)于多應(yīng)用共享同一數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)而言芳肌，可在應(yīng)用層通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)連接的配置，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)連接池技術(shù)肋层，幾年錢也許還是個(gè)新鮮話題亿笤，對(duì)于目前的業(yè)務(wù)系統(tǒng)而言，如果設(shè)計(jì)中還沒(méi)有考慮到連接池的應(yīng)用栋猖，那么…….快在設(shè)計(jì)文檔中加上這部分的內(nèi)容吧净薛。某一應(yīng)用最大可用數(shù)據(jù)庫(kù)連接數(shù)的限制，避免某一應(yīng)用獨(dú)占所有數(shù)據(jù)庫(kù)資源蒲拉。
4．
統(tǒng)一的連接管理肃拜，避免數(shù)據(jù)庫(kù)連接泄漏
在較為完備的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池實(shí)現(xiàn)中，可根據(jù)預(yù)先的連接占用超時(shí)設(shè)定雌团，強(qiáng)制收回被占用連接爆班。從而避免了常規(guī)數(shù)據(jù)庫(kù)連接操作中可能出現(xiàn)的資源泄漏。一個(gè)最小化的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池實(shí)現(xiàn)：
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1.前言
數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用辱姨，在許多軟件系統(tǒng)中經(jīng)常用到柿菩，是開(kāi)發(fā)中大型系統(tǒng)不可缺少的輔助。但如果對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)資源沒(méi)有很好地管理(如：沒(méi)有及時(shí)回收數(shù)據(jù)庫(kù)的游標(biāo)(ResultSet)雨涛、Statement枢舶、連接
(Connection)等資源)懦胞，往往會(huì)直接導(dǎo)致系統(tǒng)的穩(wěn)定。這類不穩(wěn)定因素凉泄，不單單由數(shù)據(jù)庫(kù)或者系統(tǒng)本身一方引起躏尉，只有系統(tǒng)正式使用后，隨著流量后众、用戶的增加胀糜，才會(huì)逐步顯露。
在基于Java開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)中蒂誉，JDBC是程序員和數(shù)據(jù)庫(kù)打交道的主要途徑教藻，提供了完備的數(shù)據(jù)庫(kù)操作方法接口。但考慮到規(guī)范的適用性右锨，JDBC只提供了最直接的數(shù)據(jù)庫(kù)操作規(guī)范括堤，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)資源管理，如：對(duì)物理連接的管理及緩沖绍移，期望第三方應(yīng)用服務(wù)器(Application
Server)的提供悄窃。
本文，以JDBC規(guī)范為基礎(chǔ)蹂窖，介紹相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池機(jī)制轧抗，并就如果以簡(jiǎn)單的方式，實(shí)現(xiàn)有效地管理數(shù)據(jù)庫(kù)資源介紹相關(guān)實(shí)現(xiàn)技術(shù)瞬测。
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2.連接池技術(shù)背景
2.1
JDBC
JDBC是一個(gè)規(guī)范鸦致，遵循JDBC接口規(guī)范，各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)廠家各自實(shí)現(xiàn)自己的驅(qū)動(dòng)程序(Driver)涣楷，如下圖所示:
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應(yīng)用在獲取數(shù)據(jù)庫(kù)連接時(shí)分唾，需要以URL的方式指定是那種類型的Driver，在獲得特定的連接后狮斗，可按照固定的接口操作不同類型的數(shù)據(jù)庫(kù)绽乔，如: 分別獲取Statement、執(zhí)行SQL獲得ResultSet等碳褒，如下面的例子 :
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import
java.sql.*;
…
DriverManager.registerDriver(new
oracle.jdbc.driver.OracleDriver());
Connection dbConn =
DriverManager.getConnection("jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:oracle","username","password");
Statement
st = dbConn.createStatement();
ResultSet rs = st.executeQuery("select * from
demo_table");
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…some data source operation in here
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rs.close();
st.close();
dbConn.close();
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在完成數(shù)據(jù)操作后折砸，還一定要關(guān)閉所有涉及到的數(shù)據(jù)庫(kù)資源。這雖然對(duì)應(yīng)用程序的邏輯沒(méi)有任何影響沙峻，但是關(guān)鍵的操作睦授。上面是個(gè)簡(jiǎn)單的例子，如果攙和眾多的if-else摔寨、exception去枷，資源的管理也難免百密一疏。如同C中的內(nèi)存泄漏問(wèn)題，Java系統(tǒng)也同樣會(huì)面臨崩潰的惡運(yùn)删顶。所以數(shù)據(jù)庫(kù)資源的管理依賴于應(yīng)用系統(tǒng)本身竖螃，是不安全、不穩(wěn)定的一種隱患逗余。
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2.2
JDBC連接池
在標(biāo)準(zhǔn)JDBC對(duì)應(yīng)用的接口中特咆，并沒(méi)有提供資源的管理方法。所以录粱，缺省的資源管理由應(yīng)用自己負(fù)責(zé)腻格。雖然在JDBC規(guī)范中，多次提及資源的關(guān)閉/回收及其他的合理運(yùn)用啥繁。但最穩(wěn)妥的方式菜职，還是為應(yīng)用提供有效的管理手段。所以输虱，JDBC為第三方應(yīng)用服務(wù)器（Application
Server）提供了一個(gè)由數(shù)據(jù)庫(kù)廠家實(shí)現(xiàn)的管理標(biāo)準(zhǔn)接口：連接緩沖(connection pooling)些楣。引入了連接池( Connection Pool
)的概念 脂凶，也就是以緩沖池的機(jī)制管理數(shù)據(jù)庫(kù)的資源宪睹。
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JDBC最常用的資源有三類:
— Connection: 數(shù)據(jù)庫(kù)連接。
— Statement: 會(huì)話聲明蚕钦。
— ResultSet:
結(jié)果集游標(biāo)亭病。
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分別存在以下的關(guān)系 ：
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因此，連接池(Connection Pool)所起到的作用芋忿，不僅僅簡(jiǎn)單地管理Connection炸客，還涉及到 Statement和ResultSet。
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2.3
連接池(ConnectionPool)與資源管理
ConnectionPool以緩沖池的機(jī)制戈钢，在一定數(shù)量上限范圍內(nèi)痹仙，控制管理Connection，Statement和ResultSet殉了。任何數(shù)據(jù)庫(kù)的資源是有限的开仰，如果被耗盡，則無(wú)法獲得更多的數(shù)據(jù)服務(wù)。
在大多數(shù)情況下抖所，資源的耗盡不是由于應(yīng)用的正常負(fù)載過(guò)高梨州，而是程序原因。
在實(shí)際工作中田轧，數(shù)據(jù)資源往往是瓶頸資源暴匠，不同的應(yīng)用都會(huì)訪問(wèn)同一數(shù)據(jù)源。其中某個(gè)應(yīng)用耗盡了數(shù)據(jù)庫(kù)資源后傻粘，意味其他的應(yīng)用也無(wú)法正常運(yùn)行每窖。因此，ConnectionPool的第一個(gè)任務(wù)是限制：每個(gè)應(yīng)用或系統(tǒng)可以擁有的最大資源弦悉。也就是確定連接池的大小(PoolSize)窒典。
ConnectionPool的第二個(gè)任務(wù)：在連接池的大小(PoolSize)范圍內(nèi)，最大限度地使用資源稽莉，縮短數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的使用周期瀑志。許多數(shù)據(jù)庫(kù)中，連接（Connection）并不是資源的最小單元污秆，控制Statement資源比Connection更重要劈猪。以O(shè)racle為例：
每申請(qǐng)一個(gè)連接（Connection）會(huì)在物理網(wǎng)絡(luò)（如
TCP/IP網(wǎng)絡(luò)）上建立一個(gè)用于通訊的連接，在此連接上還可以申請(qǐng)一定數(shù)量的Statement良拼。同一連接可提供的活躍Statement數(shù)量可以達(dá)到幾百战得。在節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源的同時(shí)，縮短了每次會(huì)話周期（物理連接的建立是個(gè)費(fèi)時(shí)的操作）庸推。但在一般的應(yīng)用中常侦，多數(shù)按照2.1范例操作，這樣有10個(gè)程序調(diào)用贬媒，則會(huì)產(chǎn)生10次物理連接聋亡，每個(gè)Statement單獨(dú)占用一個(gè)物理連接，這是極大的資源浪費(fèi)际乘。
ConnectionPool可以解決這個(gè)問(wèn)題坡倔，讓幾十、幾百個(gè)Statement只占用同一個(gè)物理連接蚓庭，發(fā)揮數(shù)據(jù)庫(kù)原有的優(yōu)點(diǎn)致讥。
通過(guò)ConnectionPool對(duì)資源的有效管理，應(yīng)用可以獲得的Statement總數(shù)到達(dá)
：
（并發(fā)物理連接數(shù)）×（每個(gè)連接可提供的Statement數(shù)量）
例如某種數(shù)據(jù)庫(kù)可同時(shí)建立的物理連接數(shù)為
200個(gè)器赞，每個(gè)連接可同時(shí)提供250個(gè)Statement垢袱，那么ConnectionPool最終為應(yīng)用提供的并發(fā)Statement總數(shù)為: 200 × 250 =
50,000個(gè)。這是個(gè)并發(fā)數(shù)字港柜，很少有系統(tǒng)會(huì)突破這個(gè)量級(jí)请契。所以在本節(jié)的開(kāi)始咳榜，指出資源的耗盡與應(yīng)用程序直接管理有關(guān)。
對(duì)資源的優(yōu)化管理爽锥，很大程度上依靠數(shù)據(jù)庫(kù)自身的JDBC
Driver是否具備涌韩。有些數(shù)據(jù)庫(kù)的JDBC
Driver并不支持Connection與Statement之間的邏輯連接功能，如SQLServer氯夷，我們只能等待她自身的更新版本了臣樱。
對(duì)資源的申請(qǐng)、釋放腮考、回收雇毫、共享和同步，這些管理是復(fù)雜精密的踩蔚。所以棚放，ConnectionPool另一個(gè)功能就是，封裝這些操作馅闽，為應(yīng)用提供簡(jiǎn)單的飘蚯，甚至是不改變應(yīng)用風(fēng)格的調(diào)用接口。
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3.簡(jiǎn)單JDBC連接池的實(shí)現(xiàn)
根據(jù)第二章中原理機(jī)制福也，Snap-ConnectionPool（一種簡(jiǎn)單快速的連接池工具局骤，可在www.snapbug.net下載）按照部分的JDBC規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了連接池所具備的對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)資源有效管理功能拟杉。
3.1
體系描述
在JDBC規(guī)范中庄涡，應(yīng)用通過(guò)驅(qū)動(dòng)接口（Driver Interface）直接方法數(shù)據(jù)庫(kù)的資源量承。為了有效搬设、合理地管理資源，在應(yīng)用與JDBC
Driver之間撕捍，增加了連接池:
Snap-ConnectionPool拿穴。并且通過(guò)面向?qū)ο蟮臋C(jī)制，使連接池的大部分操作是透明的忧风。參見(jiàn)下圖默色，Snap-ConnectionPool的體系：
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圖中所示，通過(guò)實(shí)現(xiàn)JDBC的部分資源對(duì)象接口( Connection, Statement,
ResultSet )狮腿，在 Snap-ConnectionPool內(nèi)部分別產(chǎn)生三種邏輯資源對(duì)象: PooledConnection,
PooledStatement和
PooledResultSet腿宰。它們也是連接池主要的管理操作對(duì)象，并且繼承了JDBC中相應(yīng)的從屬關(guān)系缘厢。這樣的體系有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
—
透明性吃度。在不改變應(yīng)用原有的使用JDBC驅(qū)動(dòng)接口的前提下，提供資源管理的服務(wù)贴硫。應(yīng)用系統(tǒng)椿每，如同原有的
JDBC伊者，使用連接池提供的邏輯對(duì)象資源。簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序的連接池改造间护。
— 資源封裝亦渗。復(fù)雜的資源管理被封裝在
Snap-ConnectionPool內(nèi)部，不需要應(yīng)用系統(tǒng)過(guò)多的干涉汁尺。管理操作的可靠性法精、安全性由連接池保證。應(yīng)用的干涉（如：主動(dòng)關(guān)閉資源）痴突，只起到優(yōu)化系統(tǒng)性能的作用亿虽，遺漏操作不會(huì)帶來(lái)負(fù)面影響。
—
資源合理應(yīng)用苞也。按照J(rèn)DBC中資源的從屬關(guān)系洛勉，Snap-ConnectionPool不僅對(duì)Connection進(jìn)行緩沖處理，對(duì)Statement也有相應(yīng)的機(jī)制處理如迟。在2.3已描述收毫，合理運(yùn)用Connection和Statement之間的關(guān)系，可以更大限度地使用資源殷勘。所以此再，Snap-
ConnectionPool封裝了Connection資源，通過(guò)內(nèi)部管理PooledConnection玲销，為應(yīng)用系統(tǒng)提供更多的Statement
資源输拇。
—
資源連鎖管理。Snap-ConnectionPool包含的三種邏輯對(duì)象贤斜，繼承了JDBC中相應(yīng)對(duì)象之間的從屬關(guān)系策吠。在內(nèi)部管理中，也依照從屬關(guān)系進(jìn)行連鎖管理瘩绒。例如：判斷一個(gè)Connection是否超時(shí)猴抹，需要根據(jù)所包含的Statement是否活躍；判斷Statement也要根據(jù)
ResultSet的活躍程度锁荔。
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3.2
連接池集中管理ConnectionManager
ConnectionPool是Snap-ConnectionPool的連接池對(duì)象蟀给。在Snap-ConnectionPool內(nèi)部，可以指定多個(gè)不同的連接池(ConnectionPool)為應(yīng)用服務(wù)阳堕。ConnectionManager管理所有的連接池跋理，每個(gè)連接池以不同的名稱區(qū)別。通過(guò)配置文件適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)種類恬总。如下圖所示：
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通過(guò)ConnectionManager前普，可以同時(shí)管理多個(gè)不同的連接池，提供通一的管理界面越驻。在應(yīng)用系統(tǒng)中通過(guò) ConnectionManager和相關(guān)的配置文件汁政，可以將凌亂散落在各自應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)庫(kù)配置信息（包括：數(shù)據(jù)庫(kù)名道偷、用戶、密碼等信息）记劈，集中在一個(gè)文件中勺鸦。便于系統(tǒng)的維護(hù)工作。
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3.3 連接池使用范例
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對(duì)2.1的標(biāo)準(zhǔn)JDBC的使用范例目木，改為使用連接池换途，結(jié)果如下：
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import java.sql.*;
import
net.snapbug.util.dbtool.*;
…
..ConnectionPool dbConn =
ConnectionManager
.getConnectionPool("testOracle" );
Statement st =
dbConn.createStatement();
ResultSet rs = st.executeQuery(
“select * from
demo_table” );
…
some data source operation
in
herers.close();st.close();
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在例子中，Snap-ConnectionPool封裝了應(yīng)用對(duì)Connection的管理刽射。只要改變JDBC獲取Connection的方法军拟，為獲取連接池(ConnectionPool)(粗體部分)，其他的數(shù)據(jù)操作都可以不做修改誓禁。按照這樣的方式懈息，Snap- ConnectionPool可幫助應(yīng)用有效地管理數(shù)據(jù)庫(kù)資源。如果應(yīng)用忽視了最后資源的釋放: rs.close() 和 st.close()摹恰，連接池會(huì)通過(guò)超時(shí)(time-out)機(jī)制辫继，自動(dòng)回收。
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4.小結(jié)
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無(wú)論是Snap-ConnectionPool還是其他的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池俗慈，都應(yīng)當(dāng)具備一下基本功能：
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-對(duì)源數(shù)據(jù)庫(kù)資源的保護(hù)
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-充分利用發(fā)揮數(shù)據(jù)庫(kù)的有效資源
?
-簡(jiǎn)化應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)接口姑宽，封閉資源管理。
?
-對(duì)應(yīng)用遺留資源的自動(dòng)回收和整理闺阱，提高資源的再次利用率炮车。
?
在這個(gè)前提下，應(yīng)用程序才能投入更多的精力于各自的業(yè)務(wù)邏輯中酣溃。數(shù)據(jù)庫(kù)資源也不再成為系統(tǒng)的瓶頸瘦穆。
