一种简单JDBC连接池的实现(一)

  • Z时代
  • 2024-01-10
  • 分类：IT

　　1.前言

　　数据库应用，在许多软件系统中经常用到，是开发中大型系统不可缺少的辅助。但如果对数据库资源没有很好地管理（如：没有及时回收数据库的游标（ResultSet）、Statement、连接 （Connection）等资源），往往会直接导致系统的稳定。这类不稳定因素，不单单由数据库或者系统本身一方引起，只有系统正式使用后，随着流量、用户的增加，才会逐步显露。

　　在b基于Java开发的系统中，JDBC是程序员和数据库打交道的主要途径，提供了完备的数据库操作方法接口。但考虑到规范的适用性，JDBC只提供了最直接的数据库操作规范，对数据库资源管理，如：对物理连接的管理及缓冲，期望第三方应用服务器（Application Server）的提供。

　　本文，以JDBC规范为基础，介绍相关的数据库连接池机制，并就如果以简单的方式，实现有效地管理数据库资源介绍相关实现技术。

　　2.连接池技术背景

　　2.1JDBC

　　JDBC是一个规范，遵循JDBC接口规范，各个数据库厂家各自实现自己的驱动程序（Driver），如下图所示：

　　

　　应用在获取数据库连接时，需要以URL的方式指定是那种类型的Driver，在获得特定的连接后，可按照固定的接口操作不同类型的数据库，如： 分别获取Statement、执行SQL获得ResultSet等，如下面的例子 ：

import java.sql.*;
…
..DriverManager.registerDriver(
                   new oracle.jdbc.
                   driver.OracleDriver());
Connection dbConn = DriverManager.getConnection   
(“jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521: 
  oracle”,“username”, “password” );
Statement st = dbConn.createStatement();
ResultSet rs = st.executeQuery(  
                    “select * from demo_table” );
…
some data source operation in herers.close();
st.close();dbConn.close();

　　在完成数据操作后，还一定要关闭所有涉及到的数据库资源。这虽然对应用程序的逻辑没有任何影响，但是关键的操作。上面是个简单的例子，如果搀和众多的if-else、exception，资源的管理也难免百密一疏。如同C中的内存泄漏问题，Java系统也同样会面临崩溃的恶运。所以数据库资源的管理依赖于应用系统本身，是不安全、不稳定的一种隐患。

　　2.2JDBC连接池

　　在标准JDBC对应用的接口中，并没有提供资源的管理方法。所以，缺省的资源管理由应用自己负责。虽然在JDBC规范中，多次提及资源的关闭/回收及其他的合理运用。但最稳妥的方式，还是为应用提供有效的管理手段。所以，JDBC为第三方应用服务器（Application Server）提供了一个由数据库厂家实现的管理标准接口：连接缓冲（connection pooling）。引入了连接池（ Connection Pool ）的概念 ，也就是以缓冲池的机制管理数据库的资源。

　　JDBC最常用的资源有三类：

　　-Connection： 数据库连接。

　　-Statement： 会话声明。

　　-ResultSet： 结果集游标。

　　分别存在以下的关系 ：

　　

　　这是一种 ‘爷-父-子’ 的关系，对Connection的管理，就是对数据库资源的管理。举个例子： 如果想确定某个数据库连接（Connection）是否超时，则需要确定其（所有的）子Statement是否超时，同样，需要确定所有相关的ResultSet是否超时；在关闭Connection前，需要关闭所有相关的Statement和ResultSet.

　　因此，连接池（Connection Pool）所起到的作用，不仅仅简单地管理Connection，还涉及到 Statement和ResultSet.

　　2.3连接池（ConnectionPool）与资源管理

　　ConnectionPool以缓冲池的机制，在一定数量上限范围内，控制管理Connection，Statement和ResultSet.任何数据库的资源是有限的，如果被耗尽，则无法获得更多的数据服务。

　　在大多数情况下，资源的耗尽不是由于应用的正常负载过高，而是程序原因。

　　在实际工作中，数据资源往往是瓶颈资源，不同的应用都会访问同一数据源。其中某个应用耗尽了数据库资源后，意味其他的应用也无法正常运行。因此，ConnectionPool的第一个任务是限制：每个应用或系统可以拥有的最大资源。也就是确定连接池的大小（PoolSize）。

　　ConnectionPool的第二个任务：在连接池的大小（PoolSize）范围内，最大限度地使用资源，缩短数据库访问的使用周期。许多数据库中，连接（Connection）并不是资源的最小单元，控制Statement资源比Connection更重要。以Oracle为例：

　　每申请一个连接（Connection）会在物理网络（如 TCP/IP网络）上建立一个用于通讯的连接，在此连接上还可以申请一定数量的Statement.同一连接可提供的活跃Statement数量可以达到几百。 在节约网络资源的同时，缩短了每次会话周期（物理连接的建立是个费时的操作）。但在一般的应用中，多数按照2.1范例操作，这样有10个程序调用，则会产生10次物理连接，每个Statement单独占用一个物理连接，这是极大的资源浪费。 ConnectionPool可以解决这个问题，让几十、几百个Statement只占用同一个物理连接， 发挥数据库原有的优点。

　　通过ConnectionPool对资源的有效管理，应用可以获得的Statement总数到达 ：

　　（并发物理连接数） x （每个连接可提供的Statement数量）

　　例如某种数据库可同时建立的物理连接数为 200个，每个连接可同时提供250个Statement，那么ConnectionPool最终为应用提供的并发Statement总数为： 200 x 250 = 50，000个。这是个并发数字，很少有系统会突破这个量级。所以在本节的开始，指出资源的耗尽与应用程序直接管理有关。

　　对资源的优化管理，很大程度上依靠数据库自身的JDBC Driver是否具备。有些数据库的JDBC Driver并不支持Connection与Statement之间的逻辑连接功能，如SQLServer，我们只能等待她自身的更新版本了。

　　对资源的申请、释放、回收、共享和同步，这些管理是复杂精密的。所以，ConnectionPool另一个功能就是，封装这些操作，为应用提供简单的，甚至是不改变应用风格的调用接口。

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