数据库连接池

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﹑释放所造成的问题。为解决我们的问题，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。

 

为什么使用连接池

连接，是我们的编程语言与数据库交互的一种方式。我们经常会听到这么一句话“数据库连接很昂贵“。

有人接受这种说法，却不知道它的真正含义。因此，下面通过实例解释它究竟是什么。

 

当我们创建了一个Connection对象，它在内部都执行了什么：

1.“DriverManager”检查并注册驱动程序；

2.“com.mysql.jdbc.Driver”就是我们注册了的驱动程序，它会在驱动程序类中调用“connect(url…)”方法。

3.com.mysql.jdbc.Driver的connect方法根据我们请求的“connUrl”，创建一个“Socket连接”，连接到IP为“your.database.domain”，默认端口3306的数据库。

4.创建的Socket连接将被用来查询我们指定的数据库，并最终让程序返回得到一个结果。

 

简单的获取一个连接，系统却要在背后做很多消耗资源的事情，大多时候，创建连接的时间比执行sql语句的时间还要长。

 

用户每次请求都需要向数据库获得链接，而数据库创建连接通常需要消耗相对较大的资源，创建时间也较长。假设网站一天10万访问量，数据库服务器就需要创建10万次连接，极大的浪费数据库的资源，并且极易造成数据库服务器内存溢出、拓机。

 

数据库连接是一种关键的有限的昂贵的资源，这一点在多用户的网页应用程序中体现的尤为突出。对数据库连接的管理能显著影响到整个应用程序的伸缩性和健壮性，影响到程序的性能指标。数据库连接池负责分配，管理和释放数据库连接，它允许应用程序重复使用一个现有的数据库连接，而不是重新建立一个。

1、并发问题

为了使连接管理服务具有最大的通用性，必须考虑多线程环境，即并发问题。这个问题相对比较好解决，因为各个语言自身提供了对并发管理的支持像java,c#等等，使用synchronized(java)、lock(C#)关键字即可确保线程是同步的。

 

2、事务处理

我们知道，事务具有原子性，此时要求对数据库的操作符合“ALL-OR-NOTHING”原则，即对于一组SQL语句要么全做，要么全不做。

我们知道当２个线程公用一个连接Connection对象，而且各自都有自己的事务要处理时候，对于连接池是一个很头疼的问题，因为即使Connection类提供了相应的事务支持，可是我们仍然不能确定那个数据库操作是对应那个事务的，这是由于我们有２个线程都在进行事务操作而引起的。

为此我们可以使用每一个事务独占一个连接来实现，虽然这种方法有点浪费连接池资源但是可以大大降低事务管理的复杂性。

 

３、连接池的分配与释放

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一个List。即把已经创建的连接都放入List中去统一管理。每当用户请求一个连接时，系统检查这个List中有没有可以分配的连接。如果有就把那个最合适的连接分配给他（如何能找到最合适的连接文章将在关键议题中指出）；如果没有就抛出一个异常给用户，List中连接是否可以被分配由一个线程来专门管理。

 

４、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（minConnection）和最大连接数（maxConnection）等参数来控制连接池中的连接。比方说，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，可通过软件需求上得到。

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。

优势：

连接池允许多个客户端使用缓存起来的连接对象，这些对象可以连接数据库，它们是共享的、可被重复使用的。J2SDK 1.4及以上的版本才提供连接池技术。

打开/关闭数据库连接开销很大，连接池技术允许我们在连接池里维护连接对象，这样可以提高数据库的执行命令的性能。多个客户端请求可以重复使用相同的连接对象，当每次收到一个客户端请求时，就会搜索连接池，看看有没有闲置的连接对象。如果没有闲置对象的话，要么所有的客户端请求都进入队列排队，要么在池中创建一个新的连接对象（这取决于池里已经有多少个连接存在以及配置支持多少连接）。一旦某个请求使用完连接对象之后，这个对象会被重新放入池中，然后会被重新分派给排队等待的请求（分派给哪个请求要看使用什么调度算法）。因为大部分请求都是使用现存的连接对象，所以连接池技术大大减少了等待创建数据库连接的时间，从而减少了平均连接时间。

 

无论何时请求一个连接，池数据源会从可用的连接池获取新连接。仅当没有可用的连接而且未达到最大的连接数时连接池将创建新的连接。连接池的close()方法把连接返回到连接池而不是真正地关闭它。

 

连接池是即将到来的连接请求的有界缓冲区。如果出现瞬间流量尖峰，连接池会平缓这一变化，而不是使所有可用数据库资源趋于饱和。

等待步骤和超时机制是安全钩子(safety hook)，防止数据库服务器过载。如果一个应用消耗太多数据库流量，为防止它将数据库服务器压垮（因此影响整个系统），连接池将减少它对数据库的使用。

 

DBCP连接池

DBCP 是 Apache 软件基金组织下的开源连接池实现，要使用DBCP数据源，需要应用程序应在系统中增加如下两个 jar 文件：

Commons-dbcp.jar：连接池的实现

Commons-pool.jar：连接池实现的依赖库

Tomcat 的连接池正是采用该连接池来实现的。该数据库连接池既可以与应用服务器整合使用，也可由应用程序独立使用。

 

C3P0连接池

c3p0是一个开源的JDBC连接池，它实现了数据源和JNDI绑定，支持JDBC3规范和JDBC2的标准扩展。c3p0一般是与Hibernate，Spring等框架一块使用的，当然也可以单独使用。

dbcp没有自动回收空闲连接的功能，c3p0有自动回收空闲连接功能。

使用c3p0需要导入c3p0.jar、mchange-commons-.jar，如果操作的是Oracle数据库，那么还需要导入c3p0-oracle-thin-extras-pre1.jar。

 

Proxool连接池

Proxool是一种Java数据库连接池技术。是sourceforge下的一个开源项目，这个项目提供一个健壮、易用的连接池，最为关键的是这个连接池提供监控的功能，方便易用，便于发现连接泄漏的情况。

proxool和 c3p0能够更好的支持高并发，但是在稳定性方面略逊于dpcp。