Java數(shù)據(jù)庫連接池

一锯茄、關(guān)于數(shù)據(jù)庫連接池

一個普通的java程序，要查詢數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)茶没，基本流程是這樣的：

查詢數(shù)據(jù)基本流程.jpg

可以看到肌幽，進行一次查詢，要進行很多次網(wǎng)絡(luò)交互抓半，這樣的缺點是：

  1. 網(wǎng)絡(luò)IO多喂急；
  2. 響應(yīng)時間長，導致QPS降低笛求；
  3. 頻繁創(chuàng)建連接和關(guān)閉連接廊移，浪費數(shù)據(jù)庫資源，影響服務(wù)器性能涣易。

什么是數(shù)據(jù)庫連接池画机？
顧名思義，就是一個池子新症，里面放著數(shù)據(jù)庫連接步氏，應(yīng)用服務(wù)需要的時候就去池子里面拿，用完之后歸還給池子徒爹。數(shù)據(jù)庫連接池負責分配荚醒、管理、釋放數(shù)據(jù)庫連接隆嗅，它允許應(yīng)用服務(wù)重復使用數(shù)據(jù)庫連接界阁，而非重新建立。

使用連接池之后胖喳，流程是這樣的：

使用連接池之后泡躯，查詢流程.jpg

數(shù)據(jù)庫的連接創(chuàng)建和關(guān)閉連接均由連接池來實現(xiàn)。這樣做的優(yōu)點有：

  1. 減少網(wǎng)絡(luò)開銷丽焊；
  2. 提升數(shù)據(jù)庫性能较剃；

那數(shù)據(jù)庫連接池是如何管理池子中的數(shù)據(jù)庫連接的呢？

  1. 應(yīng)用啟動時技健，根據(jù)配置的最小連接數(shù)写穴，在連接池將創(chuàng)建此數(shù)目的數(shù)據(jù)庫連接放到池中。
  2. 應(yīng)用訪問時雌贱，首先查看連接池中是否有空閑連接啊送，如果存在空閑連接偿短，則將連接分配給客戶使用；如果沒有空閑連接馋没，則查看當前所開的連接數(shù)是否已經(jīng)達到最大連接數(shù)昔逗，如果沒達到就重新創(chuàng)建一個連接給請求的客戶；如果達到就按設(shè)定的最大等待時間進行等待篷朵，如果超出最大等待時間纤子，則拋出異常給客戶。 當客戶釋放數(shù)據(jù)庫連接時款票，先判斷該連接的引用次數(shù)是否超過了規(guī)定值控硼，如果超過就從連接池中刪除該連接，否則保留等待再次使用艾少。
流程圖.jpg
  1. 應(yīng)用關(guān)閉時卡乾，關(guān)閉池中所有連接，釋放所有資源缚够。
釋放資源.jpg

此過程會涉及的配置：最小連接數(shù)幔妨，最大連接數(shù)，最長等待時間谍椅，均配置在應(yīng)用服務(wù)配置文件中误堡。

二、DataSource的實現(xiàn)

現(xiàn)在很多WEB服務(wù)器(Weblogic, WebSphere, Tomcat)都提供了DataSoruce的實現(xiàn)雏吭，即連接池的實現(xiàn)锁施。通常我們把DataSource的實現(xiàn)，按其英文含義稱之為數(shù)據(jù)源杖们，數(shù)據(jù)源中都包含了數(shù)據(jù)庫連接池的實現(xiàn)悉抵。也有一些開源組織提供了數(shù)據(jù)源的獨立實現(xiàn)：

  1. DBCP 數(shù)據(jù)庫連接池
  2. C3P0 數(shù)據(jù)庫連接池

在使用了數(shù)據(jù)庫連接池之后，在項目的實際開發(fā)中就不需要編寫連接數(shù)據(jù)庫的代碼了摘完，直接從數(shù)據(jù)源獲得數(shù)據(jù)庫的連接姥饰。

DBCP數(shù)據(jù)源

DBCP 是 Apache 軟件基金組織下的開源連接池實現(xiàn)，要使用DBCP數(shù)據(jù)源孝治，需要應(yīng)用程序應(yīng)在系統(tǒng)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)的列粪。該數(shù)據(jù)庫連接池既可以與應(yīng)用服務(wù)器整合使用，也可由應(yīng)用程序獨立使用谈飒。

在應(yīng)用程序中加入dbcp連接池

  1. 導入相關(guān)jar包commons-dbcp-1.2.2.jar岂座、commons-pool.jar
  2. 在類目錄下加入dbcp的配置文件：dbcpconfig.properties

dbcpconfig.properties的配置信息如下：

#連接設(shè)置
driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://localhost:3306/jdbcstudy
username=root
password=XDP

#<!-- 初始化連接 -->
initialSize=10

#最大連接數(shù)量
maxActive=50

#<!-- 最大空閑連接 -->
maxIdle=20

#<!-- 最小空閑連接 -->
minIdle=5

#<!-- 超時等待時間以毫秒為單位 6000毫秒/1000等于60秒 -->
maxWait=60000

#JDBC驅(qū)動建立連接時附帶的連接屬性屬性的格式必須為這樣：[屬性名=property;] 
#注意："user" 與 "password" 兩個屬性會被明確地傳遞，因此這里不需要包含他們步绸。
connectionProperties=useUnicode=true;characterEncoding=UTF8

#指定由連接池所創(chuàng)建的連接的自動提交（auto-commit）狀態(tài)掺逼。
defaultAutoCommit=true

#driver default 指定由連接池所創(chuàng)建的連接的只讀（read-only）狀態(tài)吃媒。
#如果沒有設(shè)置該值瓤介，則“setReadOnly”方法將不被調(diào)用吕喘。（某些驅(qū)動并不支持只讀模式，如：Informix）
defaultReadOnly=

#driver default 指定由連接池所創(chuàng)建的連接的事務(wù)級別（TransactionIsolation）刑桑。
#可用值為下列之一：（詳情可見javadoc氯质。）NONE,READ_UNCOMMITTED, READ_COMMITTED, REPEATABLE_READ, SERIALIZABLE
defaultTransactionIsolation=READ_UNCOMMITTED

在獲取數(shù)據(jù)庫連接的工具類的靜態(tài)代碼塊中創(chuàng)建池

//數(shù)據(jù)庫連接工具類
public class JdbcDBCP {
    /**
     * 在java中，編寫數(shù)據(jù)庫連接池需實現(xiàn)java.sql.DataSource接口祠斧，每一種數(shù)據(jù)庫連接池都是DataSource接口的實現(xiàn)
     * DBCP連接池就是java.sql.DataSource接口的一個具體實現(xiàn)
     */
    private static DataSource ds = null;
    //在靜態(tài)代碼塊中創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接池
    static{
        try{
            //加載dbcpconfig.properties配置文件
            InputStream in = JdbcDBCP.class.getClassLoader().getResourceAsStream("dbcpconfig.properties");
            Properties prop = new Properties();
            prop.load(in);
            //創(chuàng)建數(shù)據(jù)源
            ds = BasicDataSourceFactory.createDataSource(prop);
        }catch (Exception e) {
            throw new ExceptionInInitializerError(e);
        }
    }
    
   //從數(shù)據(jù)源中獲取數(shù)據(jù)庫連接
    public static Connection getConnection() throws SQLException{
        //從數(shù)據(jù)源中獲取數(shù)據(jù)庫連接
        return ds.getConnection();
    }
    
 /**
   * 釋放資源闻察，釋放的資源包括Connection數(shù)據(jù)庫連接對象，負責執(zhí)行SQL命 
   *令的Statement對象琢锋，存儲查詢結(jié)果的ResultSet對象
   */
    public static void release(Connection conn,Statement st,ResultSet rs){
        if(rs!=null){
            try{
                //關(guān)閉存儲查詢結(jié)果的ResultSet對象
                rs.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            rs = null;
        }
        if(st!=null){
            try{
                //關(guān)閉負責執(zhí)行SQL命令的Statement對象
                st.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        if(conn!=null){
            try{
                //將Connection連接對象還給數(shù)據(jù)庫連接池
                conn.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

三辕漂、配置Tomcat數(shù)據(jù)源

在實際開發(fā)中，我們有時候還會使用服務(wù)器提供給我們的數(shù)據(jù)庫連接池吴超，比如我們希望Tomcat服務(wù)器在啟動的時候可以幫我們創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫連接池钉嘹，那么在應(yīng)用程序中就不需要手動去創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接池，直接使用Tomcat服務(wù)器創(chuàng)建好的數(shù)據(jù)庫連接池即可鲸阻。要想讓Tomcat服務(wù)器在啟動的時候創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫連接池跋涣，那么需要簡單配置一下Tomcat服務(wù)器。

JNDI技術(shù)簡介

JNDI(Java Naming and Directory Interface)鸟悴，Java命名和目錄接口陈辱，它對應(yīng)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（JNDI容器）细诸，并為容器中的java對象取一個名稱沛贪，以后程序想獲得Java對象，只需通過名稱檢索即可震贵。其核心API為Context鹏浅，它代表JNDI容器，其lookup方法為檢索容器中對應(yīng)名稱的對象屏歹。

Tomcat服務(wù)器創(chuàng)建的數(shù)據(jù)源是以JNDI資源的形式發(fā)布的隐砸，所以說在Tomat服務(wù)器中配置一個數(shù)據(jù)源實際上就是在配置一個JNDI資源，通過查看Tomcat文檔蝙眶，我們知道使用如下的方式配置tomcat服務(wù)器的數(shù)據(jù)源：

<Context>
  <Resource name="jdbc/datasource" auth="Container"
            type="javax.sql.DataSource" username="root" password="XDP"
            driverClassName="com.mysql.jdbc.Driver" 
            url="jdbc:mysql://localhost:3306/jdbcstudy"
            maxActive="8" maxIdle="4"/>
</Context>

服務(wù)器創(chuàng)建好數(shù)據(jù)源之后季希，我們的應(yīng)用程序又該怎么樣得到這個數(shù)據(jù)源呢？Tomcat服務(wù)器創(chuàng)建好數(shù)據(jù)源之后是以JNDI的形式綁定到一個JNDI容器中的幽纷，可以把JNDI想象成一個大大的容器式塌，我們可以往這個容器中存放一些對象、一些資源友浸，JNDI容器中存放的對象和資源都會有一個獨一無二的名稱峰尝。應(yīng)用程序想從JNDI容器中獲取資源時，只需要告訴JNDI容器要獲取的資源的名稱收恢，JNDI根據(jù)名稱去找到對應(yīng)的資源后返回給應(yīng)用程序武学。我們平時做javaEE開發(fā)時祭往，服務(wù)器會為我們的應(yīng)用程序創(chuàng)建很多資源，比如request對象火窒，response對象硼补，服務(wù)器創(chuàng)建的這些資源有兩種方式提供給我們的應(yīng)用程序使用：

  1. 第一種是通過方法參數(shù)的形式傳遞進來，比如我們在Servlet中寫的doPost和doGet方法中使用到的request對象和response對象就是服務(wù)器以參數(shù)的形式傳遞給我們的熏矿。
  2. 第二種就是JNDI的方式已骇，服務(wù)器把創(chuàng)建好的資源綁定到JNDI容器中去，應(yīng)用程序想要使用資源時票编，就直接從JNDI容器中獲取相應(yīng)的資源即可褪储。

對于上面的name="jdbc/datasource"數(shù)據(jù)源資源，在應(yīng)用程序中可以用如下的代碼去獲然塾颉：

Context initCtx = new InitialContext();
Context envCtx = (Context) initCtx.lookup("java:comp/env");
dataSource = (DataSource)envCtx.lookup("jdbc/datasource");

此種配置下乱豆，數(shù)據(jù)庫的驅(qū)動jar文件需放置在tomcat的lib下。

配置Tomcat數(shù)據(jù)源

  1. 在Web項目的WebRoot目錄下的META-INF目錄創(chuàng)建一個context.xml文件
  2. 在context.xml文件配置tomcat服務(wù)器的數(shù)據(jù)源
<Context>
   <Resource 
       name="jdbc/datasource" 
       auth="Container"
       type="javax.sql.DataSource" 
       username="root" 
       password="XDP"
       driverClassName="com.mysql.jdbc.Driver" 
       url="jdbc:mysql://localhost:3306/jdbcstudy"
       maxActive="8" 
       maxIdle="4"/>
</Context>
  1. 將數(shù)據(jù)庫的驅(qū)動jar文件需放置在tomcat的lib下
  2. 在獲取數(shù)據(jù)庫連接的工具類的靜態(tài)代碼塊中獲取JNDI容器中的數(shù)據(jù)源
//數(shù)據(jù)庫連接工具類
public class JdbcJNDI {
    
    private static DataSource ds = null;
    //在靜態(tài)代碼塊中創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接池
    static{
        try{
             //初始化JNDI
            Context initCtx = new InitialContext();
             //得到JNDI容器
            Context envCtx = (Context) initCtx.lookup("java:comp/env");
             //從JNDI容器中檢索name為jdbc/datasource的數(shù)據(jù)源
            ds = (DataSource)envCtx.lookup("jdbc/datasource");
        }catch (Exception e) {
            throw new ExceptionInInitializerError(e);
        }
    }
    
    //從數(shù)據(jù)源中獲取數(shù)據(jù)庫連接
    public static Connection getConnection() throws SQLException{
        //從數(shù)據(jù)源中獲取數(shù)據(jù)庫連接
        return ds.getConnection();
    }
    
    /**
    *  釋放資源吊趾，
    * 釋放的資源包括Connection數(shù)據(jù)庫連接對象宛裕，負責執(zhí)行SQL命令的Statement對象，存儲查詢結(jié)果的ResultSet對象
    */ 
    public static void release(Connection conn,Statement st,ResultSet rs){
        if(rs!=null){
            try{
                //關(guān)閉存儲查詢結(jié)果的ResultSet對象
                rs.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            rs = null;
        }
        if(st!=null){
            try{
                //關(guān)閉負責執(zhí)行SQL命令的Statement對象
                st.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        
        if(conn!=null){
            try{
                //將Connection連接對象還給數(shù)據(jù)庫連接池
                conn.close();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

四论泛、Java常見數(shù)據(jù)庫連接池性能比較

目前揩尸，流行的Java數(shù)據(jù)庫連接池有HikariCP，druid屁奏，tomcat-jdbc岩榆，dbcp，c3p0坟瓢。性能從高到低順序排列（單從性能角度看）勇边。下圖是HikariCP官網(wǎng)給出的性能對比：

性能對比.jpg

HikariCP是目前最快的Java數(shù)據(jù)庫連接池，spring boot 2.x已經(jīng)使用HikariCP作為默認的數(shù)據(jù)庫連接池折联，足見其優(yōu)秀粒褒。

五、HikariCP的優(yōu)越性

HikariCP為什么這么快呢?

  1. 優(yōu)化并精簡字節(jié)碼：使用Java字節(jié)碼修改類庫Javassist來生成委托實現(xiàn)動態(tài)代理诚镰，JDK Proxy生成的字節(jié)碼更少奕坟。
  2. 使用更好的并發(fā)集合類ConcurrentBag。
  3. 使用FastList替代ArrayList清笨。
最后編輯于 ：
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