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单例模式----数据库连接池管理类的应用

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       单例模式,它用以确保一个特定的类只有一个对象被实例化。它包含两种类型,有些书上叫singleton模式和DoubleChecked Locking模式。

       单例模式注意问题:

    1、拥有一个特定的方法,这个方法被用于实例化需要的对象。当该方法被调用的时候,它检查这个对象是否被实例化。如果已实例化,这个方法仅仅返回这个对象的一个引用。如果对象未被实例化,这个方法将对象实例化并返回这个新的实例的引用。

      2、类的构造函数定义为protectedprivate

      单例模式的格式

(1)懒汉式

public class Singleton{ 
//声明一个静态类的变量指向null 
private static Singleton instance = null; 
//将构造函数设为private private Singleton(); 
//设计静态方法,返回类的实例 
public static synchronized Singleton getInstance(){
 if(instance==null){ 
instance = new Singleton(); 
return instance; 
} 
} 
} 

 

 

 (2)饿汉式

      饿汉式是线程安全的,在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用,以后不再改变 。
     懒汉式优点是延时加载、 是在需要的时候才创建对象。缺点是应该用同步。如果在创建实例对象时不加上synchronized则会导致对对象的访问不是线程安全的。

public class Singleton{ 
private static Singleton singleton = new Singleton(); 
private Singleton (){ }
 public Singleton getInstance(){
 return singletion; 
} 
}

 

典型应用:

数据库连接池管理类的应用

1、数据库连接池管理类

package com.cvicse.util;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.PrintWriter;
import java.sql.Connection;
import java.sql.Driver;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Date;
import java.util.Enumeration;
import java.util.Hashtable;
import java.util.Properties;
import java.util.StringTokenizer;
import java.util.Vector;

/**
 * 数据库连接池管理类
 * 
 * @功能 :管理类DBConnectionManager支持对一个或多个由属性文件定义的数据库连接池的访问.
 *     客户程序可以调用getInstance()方法访问本类的唯一实例
 * @创建人 gao_jie
 * @创建日期 Jun 18, 2009
 * @版本 1.0
 * 
 */
public class DBConnectionManager {

	private static DBConnectionManager instance; // 唯一实例
	private static int clients; // 连接的客户端
	private Vector drivers = new Vector();// 驱动集合
	private Hashtable pools = new Hashtable();// 连接池
	private Properties dbProps;// 属性文件
	private PrintWriter log; // 日志变量

	/**
	 * 单例模式建构私有函数以防止其它对象创建本类实例
	 */
	private DBConnectionManager() {
		this.init();
	}

	/**
	 * 采用单例模式,返回唯一实例.如果是第一次调用此方法,则创建实例
	 * 
	 * @return DBConnectionManager 唯一实例
	 */
	public static synchronized DBConnectionManager getInstance() {
		if (instance == null) {
			instance = new DBConnectionManager();
		}
		clients++;
		return instance;
	}

	/**
	 * 获得一个可用的(空闲的)连接.如果没有可用连接,且已有连接数小于最大连接数 限制,则创建并返回新连接
	 * 
	 * @param name
	 *            在属性文件中定义的连接池名字
	 * @return Connection 可用连接或null
	 */
	public Connection getConnection(String name) {
		DBConnectionPool dbPool = (DBConnectionPool) pools.get(name);
		if (dbPool != null) {
			return dbPool.getConnection();
		}
		return null;
	}

	/**
	 * 获得一个可用连接.若没有可用连接,且已有连接数小于最大连接数限制, 则创建并返回新连接. 否则,在指定的时间内等待其它线程释放连接.
	 * 
	 * @param name
	 *            连接池名字
	 * @param time
	 *            以毫秒计的等待时间
	 * @return Connection 可用连接或null
	 */
	public Connection getConnection(String name, long time) {
		DBConnectionPool dbPool = (DBConnectionPool) pools.get(name);
		if (dbPool != null) {
			return dbPool.getConnection(time);
		}
		return null;
	}

	/**
	 * 将连接对象返回给由名字指定的连接池
	 * 
	 * @param name
	 *            在属性文件中定义的连接池名字
	 * @param con
	 *            连接对象
	 */
	public void freeConnection(String name, Connection con) {
		DBConnectionPool dbPool = (DBConnectionPool) pools.get(name);
		if (dbPool != null) {
			dbPool.freeConnection(con);
		}
	}

	/**
	 * 关闭所有连接,撤销驱动程序的注册
	 */
	public synchronized void release() {
		// 等待直到最后一个客户程序调用
		if (--clients != 0) {
			return;
		}
		Enumeration allPools = pools.elements();
		while (allPools.hasMoreElements()) {
			DBConnectionPool pool = (DBConnectionPool) allPools.nextElement();
			pool.release();
		}
		Enumeration allDrivers = drivers.elements();
		while (allDrivers.hasMoreElements()) {
			Driver driver = (Driver) allDrivers.nextElement();
			try {
				DriverManager.deregisterDriver(driver);
				log("撤销JDBC驱动程序 " + driver.getClass().getName() + "的注册");
			} catch (SQLException e) {
				log(e, "无法撤销下列JDBC驱动程序的注册: " + driver.getClass().getName());
			}
		}
	}

	/**
	 * 读取属性完成初始化
	 */
	private void init() {

		// 文件流输入方式
		InputStream fileinputstream = null;
		try {
			fileinputstream = new FileInputStream("./src/db.properties");
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		try {
			dbProps = new Properties();
			dbProps.load(fileinputstream);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
			System.err.println("不能读取属性文件. "
					+ "请确保db.properties在CLASSPATH指定的路径中");
			return;
		}

		String logFile = dbProps.getProperty("logfile",
				"DBConnectionManager.log");
		try {
			log = new PrintWriter(new FileWriter(logFile, true), true);
		} catch (IOException e) {
			System.err.println("无法打开日志文件: " + logFile);
			log = new PrintWriter(System.err);
		}
		// 加载驱动
		loadDrivers(dbProps);
		// 创建连接池
		createPools(dbProps);
	}

	/**
	 * 装载和注册所有JDBC驱动程序
	 * 
	 * @param props
	 *            属性
	 */
	private void loadDrivers(Properties props) {
		String driverClasses = props.getProperty("drivers");
		StringTokenizer st = new StringTokenizer(driverClasses);
		while (st.hasMoreElements()) {
			String driverClassName = st.nextToken().trim();
			try {
				Driver driver = (Driver) Class.forName(driverClassName)
						.newInstance();
				DriverManager.registerDriver(driver);
				drivers.addElement(driver);
				log("成功注册JDBC驱动程序" + driverClassName);
			} catch (Exception e) {
				log("无法注册JDBC驱动程序: " + driverClassName + ", 错误: " + e);
			}
		}
	}

	/**
	 * 根据指定属性创建连接池实例.
	 * 
	 * @param props
	 *            连接池属性
	 */
	private void createPools(Properties props) {
		Enumeration propNames = props.propertyNames();
		while (propNames.hasMoreElements()) {
			String name = (String) propNames.nextElement();
			if (name.endsWith(".url")) {
				String poolName = name.substring(0, name.lastIndexOf("."));
				System.out.println(" poolName ||" + poolName + "|");
				String url = props.getProperty(poolName + ".url");
				if (url == null) {
					log("没有为连接池" + poolName + "指定URL");
					continue;
				}
				String user = props.getProperty(poolName + ".user");
				String password = props.getProperty(poolName + ".password");
				String maxconn = props.getProperty(poolName + ".maxconn", "0");
				int max;
				try {
					max = Integer.valueOf(maxconn).intValue();
				} catch (NumberFormatException e) {
					log("错误的最大连接数限制: " + maxconn + " .连接池: " + poolName);
					max = 0;
				}
				DBConnectionPool pool = new DBConnectionPool(poolName, url,
						user, password, max);
				pools.put(poolName, pool);
				log("成功创建连接池" + poolName);
			}
		}
	}

	/**
	 * 将文本信息写入日志文件
	 */
	private void log(String msg) {
		log.println(new Date() + ": " + msg);
	}

	/**
	 * 将文本信息与异常写入日志文件
	 */
	private void log(Throwable e, String msg) {
		log.println(new Date() + ": " + msg);
		e.printStackTrace(log);
	}

	/***************************************************************************
	 ************************数据库连接池内部类************************************
	 **************************************************************************/
	/**
	 * 
	 * @功能:数据库连接池内类 此内部类定义了一个连接池.它能够根据要求创建新连接,直到预定的最大连接数为止.
	 *              在返回连接给客户程序之前,它能够验证连接的有效性.
	 * @创建人 gao_jie
	 * @创建日期 Jun 19, 2009
	 * @版本 1.0
	 * 
	 */
	class DBConnectionPool {

		private String poolName; // 连接池名字
		private String dbConnUrl; // 数据库的JDBC URL
		private String dbUserName; // 数据库账号或null
		private String dbPassWord; // 数据库账号密码或null
		private int maxConn; // 此连接池允许建立的最大连接数
		private int checkedOut; // 当前连接数
		private Vector<Connection> freeConnections; // 保存所有可用连接

		/**
		 * 创建新的连接池构造函数
		 * 
		 * @param poolName
		 *            连接池名字
		 * @param dbConnUrl
		 *            数据库的JDBC URL
		 * @param dbUserName
		 *            数据库帐号或 null
		 * @param dbPassWord
		 *            密码或 null
		 * @param maxConn
		 *            此连接池允许建立的最大连接数
		 */
		public DBConnectionPool(String poolName, String dbConnUrl,
				String dbUserName, String dbPassWord, int maxConn) {
			this.poolName = poolName;
			this.dbConnUrl = dbConnUrl;
			this.dbUserName = dbUserName;
			this.dbPassWord = dbPassWord;
			this.maxConn = maxConn;
			this.freeConnections = new Vector<Connection>();
		}

		/**
		 * 从连接池获得一个可用连接.如果没有空闲的连接且当前连接数小于最大连接 数限制,则创建新连接.
		 * 如原来登记为可用的连接不再有效,则从向量删除之,然后递归调用自己以尝试新的可用连接.
		 */
		public synchronized Connection getConnection() {
			Connection conn = null;// 定义连接标量
			if (freeConnections != null && freeConnections.size() > 0) {
				// 获取向量中第一个可用连接
				conn = (Connection) freeConnections.firstElement();
				freeConnections.removeElementAt(0);
				try {
					if (conn.isClosed()) {
						log("从连接池" + poolName + "删除一个无效连接");
						// 递归调用自己,尝试再次获取可用连接
						conn = getConnection();
					}
				} catch (SQLException e) {
					log("从连接池" + poolName + "删除一个无效连接");
					// 递归调用自己,尝试再次获取可用连接
					conn = getConnection();
				}
			} else if (maxConn == 0 || checkedOut < maxConn) {
				conn = newConnection();
			}
			if (conn != null) {
				checkedOut++;
			}
			return conn;
		}

		/**
		 * 从连接池获取可用连接.可以指定客户程序能够等待的最长时间 参见前一个getConnection()方法.
		 * 
		 * @param timeout
		 *            以毫秒计的等待时间限制
		 */
		public synchronized Connection getConnection(long timeout) {
			long startTime = System.currentTimeMillis();
			Connection conn = null;// 定义连接标量
			while ((conn = getConnection()) == null) {
				try {
					wait(timeout);
				} catch (InterruptedException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				if ((System.currentTimeMillis() - startTime) >= timeout) {
					// wait()返回的原因是超时
					return null;
				}
			}
			return conn;
		}

		/**
		 * 创建新的连接
		 * 
		 * @return 返回数据库连接
		 */
		private Connection newConnection() {
			Connection conn = null;// 定义连接标量
			try {
				if (dbUserName == null) {
					conn = DriverManager.getConnection(dbConnUrl);
				} else {
					conn = DriverManager.getConnection(dbConnUrl, dbUserName,
							dbPassWord);
				}
				log("连接池" + poolName + "创建一个新的连接");
			} catch (SQLException e) {
				log(e, "无法创建下列URL的连接: " + dbConnUrl);
				return null;
			}
			return conn;
		}

		/**
		 * 将不再使用的连接返回给连接池
		 * 
		 * @param con
		 *            客户程序释放的连接
		 */
		public synchronized void freeConnection(Connection conn) {
			// 将指定连接加入到向量末尾
			freeConnections.addElement(conn);
			checkedOut--;
			notifyAll(); // 删除等待队列中的所有线程
		}

		/**
		 * 关闭所有连接
		 */
		public synchronized void release() {
			Enumeration<Connection> allConnections = freeConnections.elements();
			while (allConnections.hasMoreElements()) {
				Connection con = (Connection) allConnections.nextElement();
				try {
					con.close();
					log("关闭连接池" + poolName + "中的一个连接");
				} catch (SQLException e) {
					log(e, "无法关闭连接池" + poolName + "中的连接");
				}
			}
			freeConnections.removeAllElements();
		}
	}
}

 

2、测试类

/*	
 * 
 * InforGuard Copyright 2008 CVICSE, Co.ltd . 
 * All rights reserved.
 *			 
 * Package:  com.cvicse.util
 * FileName: Test.java
 * 
 */

package com.cvicse.util;

import java.sql.Connection;

/**
 * 
 * @功能
 * @创建人 gao_jie
 * @创建日期 Jun 19, 2009
 * @版本 1.0
 * 
 */
public class Test {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		// 文件流输入方式
		DBConnectionManager connectionManager = DBConnectionManager
				.getInstance();
		try {
			Thread.sleep(10);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
		Connection conn1 = connectionManager.getConnection("mysql");
		Connection conn2 = connectionManager.getConnection("mysql");
		Connection conn3 = connectionManager.getConnection("mysql");
		Connection conn4 = connectionManager.getConnection("mysql");
		Connection conn5 = connectionManager.getConnection("mysql");
		System.out.println(" conn1 == " + conn1);
		System.out.println(" conn2 == " + conn2);
		System.out.println(" conn3 == " + conn3);
		System.out.println(" conn4 == " + conn4);
		System.out.println(" conn5 == " + conn5);

		connectionManager.freeConnection("mysql", conn1);
		connectionManager.freeConnection("mysql", conn2);
		connectionManager.freeConnection("mysql", conn3);
		connectionManager.freeConnection("mysql", conn4);
		connectionManager.freeConnection("mysql", conn5);
		try {
			Thread.sleep(10);
		} catch (InterruptedException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
		Connection conn6 = connectionManager.getConnection("mysql");
		Connection conn7 = connectionManager.getConnection("mysql");
		Connection conn8 = connectionManager.getConnection("mysql");
		Connection conn9 = connectionManager.getConnection("mysql");
		Connection conn10 = connectionManager.getConnection("mysql");
		System.out.println(" conn6 == " + conn6);
		System.out.println(" conn7 == " + conn7);
		System.out.println(" conn8 == " + conn8);
		System.out.println(" conn9 == " + conn9);
		System.out.println(" conn10 == " + conn10);
	}
}

 

3、测试结果

 conn1 == com.mysql.jdbc.Connection@1f5d386
 conn2 == com.mysql.jdbc.Connection@121f1d
 conn3 == com.mysql.jdbc.Connection@1b8e059
 conn4 == com.mysql.jdbc.Connection@910040
 conn5 == com.mysql.jdbc.Connection@1a786c3
 conn6 == com.mysql.jdbc.Connection@1f5d386
 conn7 == com.mysql.jdbc.Connection@121f1d
 conn8 == com.mysql.jdbc.Connection@1b8e059
 conn9 == com.mysql.jdbc.Connection@910040
 conn10 == com.mysql.jdbc.Connection@1a786c3

 

 

 

 启动五个线程,释放后再启动仍然是原先的五个线程。

4、实际应用中的配置

上面所实现的连接池在程序开发时如何应用到系统中呢?下面以Servlet为例说明连接池的使用。

  Servlet的生命周期是:在开始建立servlet时,调用其初始化(init)方法。之后每个用户请求都导致一个调用前面建立的实例的service方法的线程。最后,当服务器决定卸载一个servlet时,它首先调用该servlet的 destroy方法。

  根据servlet的特点,我们可以在初始化函数中生成连接池管理类的唯一实例(其中包括创建一个或多个连接池)。如:

public void init() throws ServletException
{
 connMgr = DBConnectionManager.getInstance();
}


  然后就可以在service方法中通过连接池名称使用连接池,执行数据库操作。最后在destroy方法中释放占用的系统资源,如:

public void destroy() {
 connMgr.release(); super.destroy();
}

 

 

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