數(shù)據(jù)庫連接池原理之(一):通俗易懂的數(shù)據(jù)庫連接池原理以及實現(xiàn)機制講解

本篇內容綜合廣大網友提供內容,筆者經過整理杆勇,對數(shù)據(jù)庫連接池原理和實現(xiàn)過程做個很系統(tǒng)的并且通俗易懂的分析講解,以及手寫一個連接池實現(xiàn)過程作為演示。

一趟畏、早期通過JDBC方式操作數(shù)據(jù)庫

我們先來看早期使用JDBC的方式操作數(shù)據(jù)庫的過程,這里以mysql數(shù)據(jù)庫為例講解

image.png

JDBC操作數(shù)據(jù)庫原理:一般來說滩租,java應用程序訪問數(shù)據(jù)庫的過程是:

①裝載數(shù)據(jù)庫驅動程序赋秀;

②通過jdbc建立數(shù)據(jù)庫連接利朵;

③訪問數(shù)據(jù)庫,執(zhí)行sql語句猎莲;

④斷開數(shù)據(jù)庫連接绍弟。

1、具體的代碼實現(xiàn)步驟

創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫配置文件db.properties 著洼,配置文件內容如下:

連接數(shù)據(jù)庫的url, test表示數(shù)據(jù)庫名, useUnicode=true表示使用Unicode字符集
url=jdbc:mysql://localhost:3306/test?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8;
用戶名
user=root
密碼
password=root
MySQL數(shù)據(jù)庫加載驅動
driverClass=com.mysql.jdbc.Driver

定義一個使用jdbc連接數(shù)據(jù)庫的工具類JdbcUtil.java

public class JdbcUtil{
    //定義全局變量
    private static String url = null;
    private static String user = null;
    private static String password = null;
    private static driverClass = null;
    //讀取配置文件內容,放在靜態(tài)代碼塊中就行,因為只需要加載一次就可以了
    static{
        try{
            Properties props = new Properties();
            //使用類路徑加載的方式讀取配置文件
            //讀取的文件路徑要以“/”開頭,使用"/"開頭會直接定位到工程的src路徑下
            InputStream in = JdbcUtil.class.getResourceAsStream("/db.properties");
            //加載配置文件
            props.load(in);
            //讀取配置文件信息
            url = props.getProperty("url");
            user = props.getProperty("user");
            password = props.getProperty("password");
            driverClass = props.getProperty("driverClass");
            //動態(tài)注冊mysql驅動程序
            Class.forName(driverClass);
            System.out.println("成功加載MySQL驅動程序");
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
            System.out.println("mysql驅動程序注冊失斦燎病!I眢浴豹悬!");
        }
    }
 
    //獲取連接對象Connection
    public static Connection getConnection(){
        try{
            //要連接數(shù)據(jù)庫,需要向java.sql.DriverManager請求并獲得Connection對象
            return DriverManager.getConnection(url,user,password);
        }catch(SQLException e){
            e.printStackTrace();
            //拋出運行時異常
            throw new RuntimeException();
        }
    }
 
    //關閉連接的方法,后打開的先關閉
    public static void close(Connection conn,Statement stmt,ResultSet rs){
        //關閉ResultSet對象
        if(rs != null){
            try{
                //關閉rs液荸,設置rs=null瞻佛,因為java會優(yōu)先回收值為null的變量
                rs.close();
                rs = null;
            }catch(SQLException e){
                e.printStackTrace();
                throw new RuntimeException();
            }
        }
        //關閉Statement對象,因為PrepareStatement和CallableStatement都是Statement的子接口,所以這里只需要有關閉Statement對象的方法就可以了
        if(stmt != null){
            try{
                stmt.close();
                stmt = null;
            }catch(SQLException e){
                e.printStackTrace();
                throw new RuntimeException();
            }
        }
        //關閉Connection對象
        if(conn != null){
            try{
                conn.close();
                conn = null;
            }catch(SQLException e){
                e.printStackTrace();
                throw new RuntimeException();
            }
        }
    }
}

到此娇钱,這是一個完整的使用JDBC方式操作數(shù)據(jù)庫的過程伤柄,下面我們新建一個測試類TestConn.java 測試一下

package demo;
 
import java.sql.Connection;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
import utils.JdbcUtil;
 
public class TestConn {
 
    public static void main(String[] args) {
    // TODO Auto-generated method stub
    Connection conn = JdbcUtil.getConnection();
      try {
        Statement stmt = conn.createStatement();
        ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM user") ;
        //使用結果集(ResultSet)對象的訪問方法獲取數(shù)據(jù):
         while(rs.next()){   
             String name = rs.getString("name") ; 
             System.out.println(name);
             String pass = rs.getString(1);//此方法比較高效,列是從左到右編號的,并且從列1開始 
             System.out.println(pass);
         } 
         //操作完成以后關閉JDBC對象,要把所有使用的JDBC對象全都關閉文搂,以釋放JDBC資源适刀,關閉順序和聲明順序相反: 
         //關閉順序1、關閉記錄集,2煤蹭、關閉聲明,3蔗彤、關閉連接對象
         JdbcUtil.close(conn, stmt, rs);
      } catch (SQLException e) {
        // TODO Auto-generated catch block
        e.printStackTrace();
      }
    }
}
2、分析

程序開發(fā)過程中疯兼,存在很多問題:首先然遏,每一次web請求都要建立一次數(shù)據(jù)庫連接。建立連接是一個費時的活動吧彪,每次都得花費0.05s~1s的時間待侵,而且系統(tǒng)還要分配內存資源。這個時間對于一次或幾次數(shù)據(jù)庫操作姨裸,或許感覺不出系統(tǒng)有多大的開銷秧倾。可是對于現(xiàn)在的web應用傀缩,尤其是大型電子商務網站那先,同時有幾百人甚至幾千人在線是很正常的事。在這種情況下赡艰,頻繁的進行數(shù)據(jù)庫連接操作勢必占用很多的系統(tǒng)資源售淡,網站的響應速度必定下降,嚴重的甚至會造成服務器的崩潰。不是危言聳聽揖闸,這就是制約某些電子商務網站發(fā)展的技術瓶頸問題揍堕。其次,對于每一次數(shù)據(jù)庫連接汤纸,使用完后都得斷開衩茸。否則,如果程序出現(xiàn)異常而未能關閉贮泞,將會導致數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的內存泄漏楞慈,最終將不得不重啟數(shù)據(jù)庫。還有啃擦,這種開發(fā)不能控制被創(chuàng)建的連接對象數(shù)囊蓝,系統(tǒng)資源會被毫無顧及的分配出去,如連接過多议惰,也可能導致內存泄漏,服務器崩潰乡恕。

上述的用戶查詢案例言询,如果同時有1000人訪問,就會不斷的有數(shù)據(jù)庫連接傲宜、斷開操作:

image.png

通過上面的分析运杭,我們可以看出來,“數(shù)據(jù)庫連接”是一種稀缺的資源函卒,為了保障網站的正常使用辆憔,應該對其進行妥善管理。其實我們查詢完數(shù)據(jù)庫后报嵌,如果不關閉連接虱咧,而是暫時存放起來,當別人使用時锚国,把這個連接給他們使用腕巡。就避免了一次建立數(shù)據(jù)庫連接和斷開的操作時間消耗。原理如下:

image.png

二血筑、技術演進出來的數(shù)據(jù)庫連接池

由上面的分析可以看出绘沉,問題的根源就在于對數(shù)據(jù)庫連接資源的低效管理。我們知道豺总,對于共享資源车伞,有一個很著名的設計模式:資源池(resource pool)。該模式正是為了解決資源的頻繁分配喻喳、釋放所造成的問題另玖。為解決上述問題,可以采用數(shù)據(jù)庫連接池技術。數(shù)據(jù)庫連接池的基本思想就是為數(shù)據(jù)庫連接建立一個“緩沖池”日矫。預先在緩沖池中放入一定數(shù)量的連接赂弓,當需要建立數(shù)據(jù)庫連接時,只需從“緩沖池”中取出一個哪轿,使用完畢之后再放回去盈魁。我們可以通過設定連接池最大連接數(shù)來防止系統(tǒng)無盡的與數(shù)據(jù)庫連接。更為重要的是我們可以通過連接池的管理機制監(jiān)視數(shù)據(jù)庫的連接的數(shù)量窃诉、使用情況杨耙,為系統(tǒng)開發(fā)、測試及性能調整提供依據(jù)飘痛。

我們自己嘗試開發(fā)一個連接池珊膜,來為上面的查詢業(yè)務提供數(shù)據(jù)庫連接服務:

① 編寫class 實現(xiàn)DataSource 接口
② 在class構造器一次性創(chuàng)建10個連接,將連接保存LinkedList中
③ 實現(xiàn)getConnection 從 LinkedList中返回一個連接
④ 提供將連接放回連接池中方法

1宣脉、實現(xiàn)mysql數(shù)據(jù)庫連接池代碼
public class MyDataSource implements DataSource {
    //鏈表實現(xiàn)棧結構
    privateLinkedList<Connection> dataSources = new LinkedList<Connection>();
    //無參構造器,初始化連接數(shù)量
    public MyDataSource() {
         //一次性創(chuàng)建10個連接
         for(int i = 0; i < 10; i++) {
            try {
              //1车柠、獲取數(shù)據(jù)庫連接對象
              Connection conn = JdbcUtil.getConnection();
              //2、將連接加入連接池中
              dataSources.add(con);
            } 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
         return conn;
     }
 
     //將連接放回連接池
     public void releaseConnection(Connection conn) {
         dataSources.add(conn);
     }
}

這就是數(shù)據(jù)庫連接池的原理塑猖,它大大提供了數(shù)據(jù)庫連接的利用率竹祷,減小了內存吞吐的開銷。我們在開發(fā)過程中羊苟,我們只關注我們的業(yè)務代碼的開發(fā)塑陵,就不需要再關心數(shù)據(jù)庫連接的問題,自然有數(shù)據(jù)庫連接池幫助我們處理蜡励。但連接池需要考慮的問題不僅僅如此令花,還有更多問題需要考慮,在下一節(jié)內容中具體分享凉倚。

https://blog.csdn.net/guobinhui/java/article/details/85157805

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