数据库连接池 ConnectionPool
数据库连接池 Snap-ConnectionPool
为了简化数据库开发，缺省有效地管理数据库资源，Snap-ConnectionPool以最简单的方式，为应用供以一个有效的数据库资源管理工具。
Snap-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，Snap-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，多数按照下面范例操作，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。
- Snap-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。
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，Snap-ConnectionPool的另一个功能就是，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。
数据库连接池 ConnectionPool例子
package test;
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。 */
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