通州北大青鳥(niǎo)學(xué)術(shù)部提供:連接池介紹

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     連接池是創(chuàng)建和管理一個(gè)連接的緩沖池的技術(shù),這些連接準(zhǔn)備好被任何需要它們的線程使用。

     這種把連接“匯集”起來(lái)的技術(shù)基于這樣的一個(gè)事實(shí):對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用程序,當(dāng)它們正在處理通常需要數(shù)毫秒完成的事務(wù)時(shí),僅需要能夠訪問(wèn)JDBC 連接的 1 個(gè)線程。當(dāng)不處理事務(wù)時(shí),這個(gè)連接就會(huì)閑置。相反,連接池允許閑置的連接被其它需要的線程使用。

     事實(shí)上,當(dāng)一個(gè)線程需要用 JDBC 對(duì)一個(gè) GBase 或其它數(shù)據(jù)庫(kù)操作時(shí),它從池中請(qǐng)求一個(gè)連接。當(dāng)這個(gè)線程使用完了這個(gè)連接,將它返回到連接池中,這樣這就可以被其它想使用它的線程使用。

     當(dāng)連接從池中“借出”,它被請(qǐng)求它的線程專(zhuān)有地使用。從編程的角度來(lái)看,這和用戶(hù)的線程每當(dāng)需要一個(gè) JDBC 連接的時(shí)候調(diào)用DriverManager.getConnection() 是一樣的,采用連接池技術(shù),可通過(guò)使用新的或已有的連接結(jié)束線程。(通州北大青鳥(niǎo)

     連接池可以極大的改善用戶(hù)的 Java 應(yīng)用程序的性能,同時(shí)減少全部資源的使用。連接池主要的優(yōu)點(diǎn)有:

   減少連接創(chuàng)建時(shí)間
   雖然與其它數(shù)據(jù)庫(kù)相比 GBase 提供了較為快速連接功能,但是創(chuàng)建新的 JDBC 連接仍會(huì)招致網(wǎng)絡(luò)和 JDBC 驅(qū)動(dòng)的開(kāi)銷(xiāo)。如果這類(lèi)連接是“循環(huán)”使用的,使用該方式這些花銷(xiāo)就可避免。

   簡(jiǎn)化的編程模式
   當(dāng)使用連接池時(shí),每一個(gè)單獨(dú)的線程能夠像創(chuàng)建了一個(gè)自己的 JDBC 連接一樣操作,允許用戶(hù)直接使用JDBC編程技術(shù)。

   受控的資源使用
   如果用戶(hù)不使用連接池,而是每當(dāng)線程需要時(shí)創(chuàng)建一個(gè)新的連接,那么用戶(hù)的應(yīng)用程序的資源使用會(huì)產(chǎn)生非常大的浪費(fèi)并由可能會(huì)導(dǎo)致高負(fù)載下的異常發(fā)生。

   注意,每個(gè)連到 GBase 的連接在客戶(hù)端和服務(wù)器端都有花銷(xiāo)(內(nèi)存,CPU,上下文切換等等)。每個(gè)連接均會(huì)對(duì)應(yīng)用程序和 GBase 服務(wù)器的可用資源帶來(lái)一定的限制。不管這些連接是否在做有用的工作,仍將使用這些資源中的相當(dāng)一部分。

   連接池能夠使性能最大化,同時(shí)還能將資源利用控制在一定的水平之下,如果超過(guò)該水平,應(yīng)用程序?qū)⒈罎⒍粌H僅是變慢。(通州北大青鳥(niǎo)

      連接池運(yùn)作原理在實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)中,特別是在WEB應(yīng)用系統(tǒng)中,如果JSP、Servlet或EJB使用JDBC直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù),每一次數(shù)據(jù)訪問(wèn)請(qǐng)求都必須經(jīng)歷建立數(shù)據(jù)庫(kù)連接、打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)、存取數(shù)據(jù)和關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)連接等步驟,而連接并打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)是一件既消耗資源又費(fèi)時(shí)的工作,如果頻繁發(fā)生這種數(shù)據(jù)庫(kù)操作,系統(tǒng)的性能必然會(huì)急劇下降,甚至?xí)䦟?dǎo)致系統(tǒng)崩潰。數(shù)據(jù)庫(kù)連接池技術(shù)是解決這個(gè)問(wèn)題最常用的方法,在許多應(yīng)用程序服務(wù)器(例如:Weblogic,WebSphere,JBoss)中,基本都提供了這項(xiàng)技術(shù),無(wú)需自己編程,但是,深入了解這項(xiàng)技術(shù)是非常必要的。

    數(shù)據(jù)庫(kù)連接池技術(shù)的思想非常簡(jiǎn)單,將數(shù)據(jù)庫(kù)連接作為對(duì)象存儲(chǔ)在一個(gè)Vector對(duì)象中,一旦數(shù)據(jù)庫(kù)連接建立后,不同的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)請(qǐng)求就可以共享這些連接,這樣,通過(guò)復(fù)用這些已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)庫(kù)連接,可以克服上述缺點(diǎn),極大地節(jié)省系統(tǒng)資源和時(shí)間。

    數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的主要操作如下:(通州北大青鳥(niǎo)
   (1)建立數(shù)據(jù)庫(kù)連接池對(duì)象(服務(wù)器啟動(dòng))。
   (2)按照事先指定的參數(shù)創(chuàng)建初始數(shù)量的數(shù)據(jù)庫(kù)連接(即:空閑連接數(shù))。
   (3)對(duì)于一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)請(qǐng)求,直接從連接池中得到一個(gè)連接。如果數(shù)據(jù)庫(kù)連接池對(duì)象中沒(méi)有空閑的連接,且連接數(shù)沒(méi)有達(dá)到最大(即:最大活躍連接數(shù)),創(chuàng)建一個(gè)新的數(shù)據(jù)庫(kù)連接。
   (4)存取數(shù)據(jù)庫(kù)。
   (5)關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù),釋放所有數(shù)據(jù)庫(kù)連接(此時(shí)的關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)連接,并非真正關(guān)閉,而是將其放入空閑隊(duì)列中。如實(shí)際空閑連接數(shù)大于初始空閑連接數(shù)則釋放連接)。
   (6)釋放數(shù)據(jù)庫(kù)連接池對(duì)象(服務(wù)器停止、維護(hù)期間,釋放數(shù)據(jù)庫(kù)連接池對(duì)象,并釋放所有連接)。

     連接池的實(shí)現(xiàn)(通州北大青鳥(niǎo)

     1、連接池模型
   本文討論的連接池包括一個(gè)連接池類(lèi)(DBConnectionPool)和一個(gè)連接池管理類(lèi)(DBConnetionPoolManager)。連接池類(lèi)是對(duì)某一數(shù)據(jù)庫(kù)所有連接的“緩沖池”,主要實(shí)現(xiàn)以下功能:①?gòu)倪B接池獲取或創(chuàng)建可用連接;②使用完畢之后,把連接返還給連接池;③在系統(tǒng)關(guān)閉前,斷開(kāi)所有連接并釋放連接占用的系統(tǒng)資源;④還能夠處理無(wú)效連接(原來(lái)登記為可用的連接,由于某種原因不再可用,如超時(shí),通訊問(wèn)題),并能夠限制連接池中的連接總數(shù)不低于某個(gè)預(yù)定值和不超過(guò)某個(gè)預(yù)定值。

   連接池管理類(lèi)是連接池類(lèi)的外覆類(lèi)(wrapper),符合單例模式,即系統(tǒng)中只能有一個(gè)連接池管理類(lèi)的實(shí)例。其主要用于對(duì)多個(gè)連接池對(duì)象的管理,具有以下功能:①裝載并注冊(cè)特定數(shù)據(jù)庫(kù)的JDBC驅(qū)動(dòng)程序;②根據(jù)屬性文件給定的信息,創(chuàng)建連接池對(duì)象;③為方便管理多個(gè)連接池對(duì)象,為每一個(gè)連接池對(duì)象取一個(gè)名字,實(shí)現(xiàn)連接池名字與其實(shí)例之間的映射;④跟蹤客戶(hù)使用連接情況,以便需要是關(guān)閉連接釋放資源。連接池管理類(lèi)的引入主要是為了方便對(duì)多個(gè)連接池的使用和管理,如系統(tǒng)需要連接不同的數(shù)據(jù)庫(kù),或連接相同的數(shù)據(jù)庫(kù)但由于安全性問(wèn)題,需要不同的用戶(hù)使用不同的名稱(chēng)和密碼。

   2、連接池實(shí)現(xiàn)
   下面給出連接池類(lèi)和連接池管理類(lèi)的主要屬性及所要實(shí)現(xiàn)的基本接口:
   public class DBConnectionPool implements TimerListener{
   private int checkedOut;//已被分配出去的連接數(shù)
   private ArrayList freeConnections = new ArrayList();//容器,空閑池,根據(jù)//創(chuàng)建時(shí)間順序存放已創(chuàng)建但尚未分配出去的連接(通州北大青鳥(niǎo))
   private int minConn;//連接池里連接的最小數(shù)量
   private int maxConn;//連接池里允許存在的最大連接數(shù)
   private String name;//為這個(gè)連接池取個(gè)名字,方便管理
   private String password;//連接數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)需要的密碼
   private String url;//所要?jiǎng)?chuàng)建連接的數(shù)據(jù)庫(kù)的地址
   private String user;//連接數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)需要的用戶(hù)名
   public Timer timer;//定時(shí)器
   public DBConnectionPool(String name, String URL, String user, String
   password, int maxConn)//公開(kāi)的構(gòu)造函數(shù)
   public synchronized void freeConnection(Connection con) //使用完畢之后,//把連接返還給空閑池
   public synchronized Connection getConnection(long timeout)//得到一個(gè)連接,//timeout是等待時(shí)間
   public synchronized void release()//斷開(kāi)所有連接,釋放占用的系統(tǒng)資源
   private Connection newConnection()//新建一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接
   public synchronized void TimerEvent() //定時(shí)器事件處理函數(shù)
   }
   public class DBConnectionManager {
   static private DBConnectionManager instance;//連接池管理類(lèi)的唯一實(shí)例
   static private int clients;//客戶(hù)數(shù)量
   private ArrayList drivers = new ArrayList();//容器,存放數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)程序
   private HashMap pools = new HashMap ();//以name/value的形式存取連接池//對(duì)象的名字及連接池對(duì)象
   static synchronized public DBConnectionManager getInstance()//如果唯一的//實(shí)例instance已經(jīng)創(chuàng)建,直接返回這個(gè)實(shí)例;否則,調(diào)用私有構(gòu)造函數(shù),創(chuàng)//建連接池管理類(lèi)的唯一實(shí)例
   private DBConnectionManager()//私有構(gòu)造函數(shù),在其中調(diào)用初始化函數(shù)init()
   public void freeConnection(String name, Connection con)// 釋放一個(gè)連接,//name是一個(gè)連接池對(duì)象的名字
   public Connection getConnection(String name)//從名字為name的連接池對(duì)象//中得到一個(gè)連接
   public Connection getConnection(String name, long time)//從名字為name
   //的連接池對(duì)象中取得一個(gè)連接,time是等待時(shí)間
   public synchronized void release()//釋放所有資源
   private void createPools(Properties props)//根據(jù)屬性文件提供的信息,創(chuàng)建//一個(gè)或多個(gè)連接池
   private void init()//初始化連接池管理類(lèi)的唯一實(shí)例,由私有構(gòu)造函數(shù)調(diào)用
   private void loadDrivers(Properties props)//裝載數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)程序
   }

   3、連接池使用(通州北大青鳥(niǎo)
   上面所實(shí)現(xiàn)的連接池在程序開(kāi)發(fā)時(shí)如何應(yīng)用到系統(tǒng)中呢?下面以Servlet為例說(shuō)明連接池的使用。
   Servlet的生命周期是:在開(kāi)始建立servlet時(shí),調(diào)用其初始化(init)方法。之后每個(gè)用戶(hù)請(qǐng)求都導(dǎo)致一個(gè)調(diào)用前面建立的實(shí)例的 service方法的線程。最后,當(dāng)服務(wù)器決定卸載一個(gè)servlet時(shí),它首先調(diào)用該servlet的destroy方法。
   根據(jù)servlet的特點(diǎn),我們可以在初始化函數(shù)中生成連接池管理類(lèi)的唯一實(shí)例(其中包括創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)連接池)。如:
   public void init() throws ServletException
   {
   connMgr = DBConnectionManager.getInstance();
   }
   然后就可以在service方法中通過(guò)連接池名稱(chēng)使用連接池,執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作。最后在destroy方法中釋放占用的系統(tǒng)資源,如:
   public void destroy() {
   connMgr.release(); super.destroy();
   }
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