java数据库连接池

虽然现在用APACHE COMMONS DBCP可以非常方便的建立数据库连接池，
但是像这篇文章把数据库连接池的内部原理写的这么透彻，注视这么完整，
真是非常难得，让开发人员可以更深层次的理解数据库连接池，真是非常感
谢这篇文章的作者。

import java.sql.Connection;
import java.sql.DatabaseMetaData;
import java.sql.Driver;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
import java.util.Enumeration;
import java.util.Vector;

public class ConnectionPool {

private String jdbcDriver = ""; // 数据库驱动

private String dbUrl = ""; // 数据 URL

private String dbUsername = ""; // 数据库用户名

private String dbPassword = ""; // 数据库用户密码

private String testTable = ""; // 测试连接是否可用的测试表名，默认没有测试表

private int initialConnections = 10; // 连接池的初始大小

private int incrementalConnections = 5;// 连接池自动增加的大小

private int maxConnections = 50; // 连接池最大的大小

private Vector connections = null; // 存放连接池中数据库连接的向量 , 初始时为 null

// 它中存放的对象为 PooledConnection 型

/**

* 构造函数

*

* @param jdbcDriver String JDBC 驱动类串

* @param dbUrl String 数据库 URL

* @param dbUsername String 连接数据库用户名

* @param dbPassword String 连接数据库用户的密码

*

*/

public ConnectionPool(String jdbcDriver,String dbUrl,String dbUsername,String dbPassword) {

         this.jdbcDriver = jdbcDriver;
  
         this.dbUrl = dbUrl;
  
         this.dbUsername = dbUsername;
  
         this.dbPassword = dbPassword;

}

/**

* 返回连接池的初始大小

*

* @return 初始连接池中可获得的连接数量

*/

public int getInitialConnections() {

         return this.initialConnections;

}

/**

* 设置连接池的初始大小

*

* @param 用于设置初始连接池中连接的数量

*/

public void setInitialConnections(int initialConnections) {

         this.initialConnections = initialConnections;

}

/**

* 返回连接池自动增加的大小 、

*

* @return 连接池自动增加的大小

*/

public int getIncrementalConnections() {

         return this.incrementalConnections;

}

/**

* 设置连接池自动增加的大小

* @param 连接池自动增加的大小

*/

public void setIncrementalConnections(int incrementalConnections) {

         this.incrementalConnections = incrementalConnections;

}

/**

* 返回连接池中最大的可用连接数量

* @return 连接池中最大的可用连接数量

*/

public int getMaxConnections() {

         return this.maxConnections;

}

/**

* 设置连接池中最大可用的连接数量

*

* @param 设置连接池中最大可用的连接数量值

*/

public void setMaxConnections(int maxConnections) {

         this.maxConnections = maxConnections;

}

/**

* 获取测试数据库表的名字

*

* @return 测试数据库表的名字

*/

public String getTestTable() {

         return this.testTable;

}

/**

* 设置测试表的名字

* @param testTable String 测试表的名字

*/

public void setTestTable(String testTable) {

         this.testTable = testTable;

}

/**

*

* 创建一个数据库连接池，连接池中的可用连接的数量采用类成员

* initialConnections 中设置的值

*/

public synchronized void createPool() throws Exception {

         // 确保连接池没有创建
  
         // 如果连接池己经创建了，保存连接的向量 connections 不会为空
  
         if (connections != null) {
  
          return; // 如果己经创建，则返回
  
         }
  
         // 实例化 JDBC Driver 中指定的驱动类实例
  
         Driver driver = (Driver) (Class.forName(this.jdbcDriver).newInstance());
  
         DriverManager.registerDriver(driver); // 注册 JDBC 驱动程序
  
         // 创建保存连接的向量 , 初始时有 0 个元素
  
         connections = new Vector();
  
         // 根据 initialConnections 中设置的值，创建连接。
  
         createConnections(this.initialConnections);
  
         System.out.println(" 数据库连接池创建成功！ ");

}

/**

* 创建由 numConnections 指定数目的数据库连接 , 并把这些连接

* 放入 connections 向量中

*

* @param numConnections 要创建的数据库连接的数目

*/

@SuppressWarnings("unchecked")
private void createConnections(int numConnections) throws SQLException {

         // 循环创建指定数目的数据库连接
  
         for (int x = 0; x < numConnections; x++) {
  
          // 是否连接池中的数据库连接的数量己经达到最大？最大值由类成员 maxConnections
   
          // 指出，如果 maxConnections 为 0 或负数，表示连接数量没有限制。
   
          // 如果连接数己经达到最大，即退出。
   
          if (this.maxConnections > 0 && this.connections.size() >= this.maxConnections) {
   
           break;
   
          }
  
          //add a new PooledConnection object to connections vector
   
          // 增加一个连接到连接池中（向量 connections 中）
   
          try{
   
           connections.addElement(new PooledConnection(newConnection()));
   
          }catch(SQLException e){
   
           System.out.println(" 创建数据库连接失败！ "+e.getMessage());
   
          throw new SQLException();
   
          }
   
          System.out.println(" 数据库连接己创建 ......");
   
         }
  
}

/**

* 创建一个新的数据库连接并返回它

*

* @return 返回一个新创建的数据库连接

*/

private Connection newConnection() throws SQLException {

         // 创建一个数据库连接
  
         Connection conn = DriverManager.getConnection(dbUrl, dbUsername, dbPassword);
  
         // 如果这是第一次创建数据库连接，即检查数据库，获得此数据库允许支持的
  
         // 最大客户连接数目
  
         //connections.size()==0 表示目前没有连接己被创建
  
         if (connections.size() == 0) {
  
          DatabaseMetaData metaData = conn.getMetaData();
   
          int driverMaxConnections = metaData.getMaxConnections();
   
          // 数据库返回的 driverMaxConnections 若为 0 ，表示此数据库没有最大
   
          // 连接限制，或数据库的最大连接限制不知道
   
          //driverMaxConnections 为返回的一个整数，表示此数据库允许客户连接的数目
   
          // 如果连接池中设置的最大连接数量大于数据库允许的连接数目 , 则置连接池的最大
   
          // 连接数目为数据库允许的最大数目
   
          if (driverMaxConnections > 0 && this.maxConnections > driverMaxConnections) {
   
           this.maxConnections = driverMaxConnections;
   
          }
  
         }
  
         return conn; // 返回创建的新的数据库连接

}

/**

* 通过调用 getFreeConnection() 函数返回一个可用的数据库连接 ,

* 如果当前没有可用的数据库连接，并且更多的数据库连接不能创

* 建（如连接池大小的限制），此函数等待一会再尝试获取。

*

* @return 返回一个可用的数据库连接对象

*/

public synchronized Connection getConnection() throws SQLException {

         // 确保连接池己被创建
  
         if (connections == null) {
  
          return null; // 连接池还没创建，则返回 null
  
         }
  
         Connection conn = getFreeConnection(); // 获得一个可用的数据库连接
  
         // 如果目前没有可以使用的连接，即所有的连接都在使用中
  
         while (conn == null){
  
          // 等一会再试
   
          wait(250);
   
          conn = getFreeConnection(); // 重新再试，直到获得可用的连接，如果
   
          //getFreeConnection() 返回的为 null
   
          // 则表明创建一批连接后也不可获得可用连接
  
         }
  
         return conn;// 返回获得的可用的连接

}

/**

* 本函数从连接池向量 connections 中返回一个可用的的数据库连接，如果

* 当前没有可用的数据库连接，本函数则根据 incrementalConnections 设置

* 的值创建几个数据库连接，并放入连接池中。

* 如果创建后，所有的连接仍都在使用中，则返回 null

* @return 返回一个可用的数据库连接

*/

private Connection getFreeConnection() throws SQLException {

         // 从连接池中获得一个可用的数据库连接
  
         Connection conn = findFreeConnection();
  
         if (conn == null) {
  
          // 如果目前连接池中没有可用的连接
   
          // 创建一些连接
   
          createConnections(incrementalConnections);
   
          // 重新从池中查找是否有可用连接
   
          conn = findFreeConnection();
   
          if (conn == null) {
   
           // 如果创建连接后仍获得不到可用的连接，则返回 null
    
           return null;
   
          }
  
         }
  
         return conn;

}

/**

* 查找连接池中所有的连接，查找一个可用的数据库连接，

* 如果没有可用的连接，返回 null

*

* @return 返回一个可用的数据库连接

*/

private Connection findFreeConnection() throws SQLException {

         Connection conn = null;
  
         PooledConnection pConn = null;
  
         // 获得连接池向量中所有的对象
  
         Enumeration enumerate = connections.elements();
  
         // 遍历所有的对象，看是否有可用的连接
  
         while (enumerate.hasMoreElements()) {
  
          pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();
   
          if (!pConn.isBusy()) {
   
           // 如果此对象不忙，则获得它的数据库连接并把它设为忙
    
           conn = pConn.getConnection();
    
           pConn.setBusy(true);
    
           // 测试此连接是否可用
    
           if (!testConnection(conn)) {
    
            // 如果此连接不可再用了，则创建一个新的连接，
     
            // 并替换此不可用的连接对象，如果创建失败，返回 null
     
            try{
     
             conn = newConnection();
     
            }catch(SQLException e){
     
             System.out.println(" 创建数据库连接失败！ "+e.getMessage());
     
             return null;
     
            }
    
            pConn.setConnection(conn);
    
           }
    
           break; // 己经找到一个可用的连接，退出
   
          }
  
         }
  
         return conn;// 返回找到到的可用连接

}

/**

* 测试一个连接是否可用，如果不可用，关掉它并返回 false

* 否则可用返回 true

*

* @param conn 需要测试的数据库连接

* @return 返回 true 表示此连接可用， false 表示不可用

*/

private boolean testConnection(Connection conn) {

         try {
  
          // 判断测试表是否存在
   
          if (testTable.equals("")) {
   
           // 如果测试表为空，试着使用此连接的 setAutoCommit() 方法
    
           // 来判断连接否可用（此方法只在部分数据库可用，如果不可用 ,
    
           // 抛出异常）。注意：使用测试表的方法更可靠
    
           conn.setAutoCommit(true);
   
          } else {// 有测试表的时候使用测试表测试
   
           //check if this connection is valid
    
           Statement stmt = conn.createStatement();
    
           stmt.execute("select count(*) from " + testTable);
   
          }
  
         } catch (SQLException e) {
  
          // 上面抛出异常，此连接己不可用，关闭它，并返回 false;
  
          closeConnection(conn);
  
          return false;
  
         }
  
         // 连接可用，返回 true
  
         return true;

}

/**

* 此函数返回一个数据库连接到连接池中，并把此连接置为空闲。

* 所有使用连接池获得的数据库连接均应在不使用此连接时返回它。

*

* @param 需返回到连接池中的连接对象

*/

public void returnConnection(Connection conn) {

         // 确保连接池存在，如果连接没有创建（不存在），直接返回
  
         if (connections == null) {
  
          System.out.println(" 连接池不存在，无法返回此连接到连接池中 !");
   
          return;
  
         }

         PooledConnection pConn = null;
  
         Enumeration enumerate = connections.elements();
  
         // 遍历连接池中的所有连接，找到这个要返回的连接对象
  
         while (enumerate.hasMoreElements()) {

          pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();
   
          // 先找到连接池中的要返回的连接对象
   
          if (conn == pConn.getConnection()) {
   
           // 找到了 , 设置此连接为空闲状态
    
           pConn.setBusy(false);
    
           break;
   
          }

         }

}

/**

* 刷新连接池中所有的连接对象

*

*/

public synchronized void refreshConnections() throws SQLException {

         // 确保连接池己创新存在
  
         if (connections == null) {
  
          System.out.println(" 连接池不存在，无法刷新 !");
  
          return;
  
         }
  
         PooledConnection pConn = null;
  
         Enumeration enumerate = connections.elements();
  
         while (enumerate.hasMoreElements()) {

          // 获得一个连接对象
   
          pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();
   
          // 如果对象忙则等 5 秒 ,5 秒后直接刷新
   
          if (pConn.isBusy()) {
   
           wait(5000); // 等 5 秒
   
          }
   
          // 关闭此连接，用一个新的连接代替它。
   
          closeConnection(pConn.getConnection());
   
          pConn.setConnection(newConnection());
   
          pConn.setBusy(false);
   
         }

}

/**

* 关闭连接池中所有的连接，并清空连接池。

*/

public synchronized void closeConnectionPool() throws SQLException {

         // 确保连接池存在，如果不存在，返回
  
         if (connections == null) {
  
          System.out.println(" 连接池不存在，无法关闭 !");
  
          return;
  
         }
  
         PooledConnection pConn = null;
  
         Enumeration enumerate = connections.elements();
  
         while (enumerate.hasMoreElements()) {
  
          pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();
  
          // 如果忙，等 5 秒
  
          if (pConn.isBusy()) {
  
           wait(5000); // 等 5 秒
  
          }
  
         //5 秒后直接关闭它
  
         closeConnection(pConn.getConnection());
  
         // 从连接池向量中删除它
  
         connections.removeElement(pConn);
  
         }
  
         // 置连接池为空
  
         connections = null;

}

/**

* 关闭一个数据库连接

*

* @param 需要关闭的数据库连接

*/

private void closeConnection(Connection conn) {

         try {
  
          conn.close();
  
         }catch (SQLException e) {
  
          System.out.println(" 关闭数据库连接出错： "+e.getMessage());
  
         }

}

/**

* 使程序等待给定的毫秒数

*

* @param 给定的毫秒数

*/

private void wait(int mSeconds) {

         try {
  
          Thread.sleep(mSeconds);
  
         } catch (InterruptedException e) {
  
         }

}

/**

*

* 内部使用的用于保存连接池中连接对象的类

* 此类中有两个成员，一个是数据库的连接，另一个是指示此连接是否

* 正在使用的标志。

*/

class PooledConnection {

         Connection connection = null;// 数据库连接
  
         boolean busy = false; // 此连接是否正在使用的标志，默认没有正在使用
  
         // 构造函数，根据一个 Connection 构告一个 PooledConnection 对象
  
         public PooledConnection(Connection connection) {
  
          this.connection = connection;
  
         }
  
         // 返回此对象中的连接
  
         public Connection getConnection() {
  
          return connection;

         }

         // 设置此对象的，连接
  
         public void setConnection(Connection connection) {
  
          this.connection = connection;
   
         }
   
         // 获得对象连接是否忙
   
         public boolean isBusy() {
   
          return busy;
   
         }
   
         // 设置对象的连接正在忙
   
         public void setBusy(boolean busy) {
   
          this.busy = busy;
   
         }

}

}

 

=======================================

这个例子是根据POSTGRESQL数据库写的，
请用的时候根据实际的数据库调整。

调用方法如下：

①　ConnectionPool connPool
                                     = new ConnectionPool("org.postgresql.Driver"
                                                                         ,"jdbc:postgresql://dbURI:5432/DBName"
                                                                         ,"postgre"
                                                                         ,"postgre");

②　connPool .createPool();
　　Connection conn = connPool .getConnection();

 

1.基本概念及原理

      我们知道，对于共享资源，有一个很著名的设计模式：资源池（Resource Pool）。该模式正是为了解决资源的频繁分配和释放所造成的问题。为解决上述问题，可以采用数据库连接池技术。数据库连接池的基本思想就是为数据库连接建立一个“缓冲池”。预先在缓冲池中放入一定数量的连接，当需要建立数据库连接时，只需从“缓冲池”中取出一个，使用完毕之后再放回去。我们可以通过设定连接池最大连接数来防止系统无尽的与数据库连接。更为重要的是我们可以通过连接池的管理机制监视数据库的连接的数量？使用情况？为系统开发，测试及性能调整提供依据。

2.连接池的分配和释放

     连接池的分配与释放，对系统的性能有很大的影响。合理的分配与释放，可以提高连接的复用度，从而降低建立新连接的开销，同时还可以加快用户的访问速度。
对于连接的管理可使用空闲池。即把已经创建但尚未分配出去的连接按创建时间存放到一个空闲池中。每当用户请求一个连接时，系统首先检查空闲池内有没有空闲连接。如果有就把建立时间最长（通过容器的顺序存放实现）的那个连接分配给他（实际是先做连接是否有效的判断，如果可用就分配给用户，如不可用就把这个连接从空闲池删掉，重新检测空闲池是否还有连接）；如果没有则检查当前所开连接池是否达到连接池所允许的最大连接数（maxConn）,如果没有达到，就新建一个连接，如果已经达到，就等待一定的时间（timeout）。如果在等待的时间内有连接被释放出来就可以把这个连接分配给等待的用户，如果等待时间超过预定时间timeout,则返回空值（null）。系统对已经分配出去正在使用的连接只做计数，当使用完后再返还给空闲池。对于空闲连接的状态，可开辟专门的线程定时检测，这样会花费一定的系统开销，但可以保证较快的响应速度。也可采取不开辟专门线程，只是在分配前检测的方法。

3.连接池的配置与维护

     连接池中到底应该放置多少连接，才能使系统的性能最佳？系统可采取设置最小连接数（minConn）和最大连接数（maxConn）来控制连接池中的连接。最小连接数是系统启动时连接池所创建的连接数。如果创建过多，则系统启动就慢，但创建后系统的响应速度会很快；如果创建过少，则系统启动的很快，响应起来却慢。这样，可以在开发时，设置较小的最小连接数，开发起来会快，而在系统实际使用时设置较大的，因为这样对访问客户来说速度会快些。最大连接数是连接池中允许连接的最大数目，具体设置多少，要看系统的访问量，可通过反复测试，找到最佳点。
      如何确保连接池中的最小连接数呢？有动态和静态两种策略。动态即每隔一定时间就对连接池进行检测，如果发现连接数量小于最小连接数，则补充相应数量的新连接,以保证连接池的正常运转。静态是发现空闲连接不够时再去检查。

4.连接池主要实现的功能：

①从连接池创建或获取可用连接；

②使用完毕之后，把连接返还给连接池；

③在系统关闭前，断开所有连接并释放连接占用的系统资源；

④能够限制连接池中的连接总数不低于某个预定值和不超过某个预定值。

5.连接池具体实现：

①装载并注册特定数据库的JDBC驱动程序；

②根据属性文件给定的信息，创建连接池对象；

③为方便管理多个连接池对象，为每一个连接池对象取一个名字，实现连接池名字与其实例之间的映射；

④跟踪客户使用连接情况，以便需要是关闭连接释放资源。连接池管理类的引入主要是为了方便对多个连接池的使用和管理，如系统需要连接不同的数据库，或连接相同的数据库但由于安全性问题，需要不同的用户使用不同的名称和密码。