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;
  
         }

}

}


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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();