研究分析JDBC技術(shù)在數(shù)據(jù)庫連接池上的應(yīng)用

1、研究分析jdbc技術(shù)在數(shù)據(jù)庫連接池上的應(yīng)用2009-07-22 11:45 51cto 論壇 我要評論(0)字號：t t收蔽e本文介紹了利用jdbc技術(shù)訪問數(shù)據(jù)庫的原理及其存在的問題，提出了解決辦法一數(shù)據(jù)庫連 接池，并對其關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析，構(gòu)建了一個簡便易用的數(shù)據(jù)庫連接池并結(jié)合當(dāng)前熱門技 術(shù)servlet說明了其如何在開發(fā)吋使用。ad：近年來，隨著internet/intranet建網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展和在世界范圍內(nèi)的迅速普及，計 算機(jī)應(yīng)用程序已從傳統(tǒng)的桌血應(yīng)用轉(zhuǎn)到web應(yīng)用。基于b/s (browser/server)架構(gòu)的3層 開發(fā)模式逐漸取代c/s (client/server)架構(gòu)的開發(fā)

2、模式，成為開發(fā)企業(yè)級應(yīng)用和電子商 務(wù)普遍采用的技術(shù)。在web應(yīng)用開發(fā)的早期，主要使用的技術(shù)是cgi?asp?php等。之后，sun 公司推出了基于java語言的servlet+jsp+javabean技術(shù)。相比傳統(tǒng)的開發(fā)技術(shù)，它具有跨 平臺？安全?有效?可移植等特性，這使其更便于使用和開發(fā)。java技術(shù)應(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)庫的基本原理在java語言中，jdbc (java database connection)是應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫溝通的橋梁,即java語言通過jdbc技術(shù)訪問數(shù)據(jù)庫。jdbc是一種“開放”的方案，它為數(shù)據(jù)庫應(yīng) 用開發(fā)人員？數(shù)據(jù)庫前臺工具開發(fā)人員提供了種標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序設(shè)計接口，使開發(fā)

3、人員可 以用純java語言編寫完整的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。jdbc提供兩種api,分別是血向開發(fā)人員的 api和面向底層的jdbc驅(qū)動程序api,底層主要通過直接的jdbc驅(qū)動和jdbc-0dbc橋驅(qū)動 實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的連接。一般來說，*陽應(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)庫的過程是： 裝載數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序； 通過jdbc建立數(shù)據(jù)庫連接； 訪問數(shù)據(jù)庫，執(zhí)行sql語句； 斷開數(shù)據(jù)庫連接。jdbc作為一種數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，具有簡單易用的優(yōu)點(diǎn)。但使用這種模式進(jìn)行web應(yīng)用程序開發(fā)，存在很多問題：首先，每一次web請求都要建立一次數(shù)據(jù)庫連接。建立連接 是一個費(fèi)吋的活動，每次都得花費(fèi)0.05sis的時間，而且系統(tǒng)還要分配內(nèi)存資源。這

4、個吋 間對于一次或兒次數(shù)據(jù)庫操作，或許感覺不出系統(tǒng)有多大的開銷?？墒菍τ诂F(xiàn)在的web應(yīng)用, 尤其是大型電子商務(wù)網(wǎng)站，同時有兒百人甚至兒千人在線是很正常的事。在這種情況下，頻 繁的進(jìn)行數(shù)據(jù)庫連接操作勢必占用很多的系統(tǒng)資源，網(wǎng)站的響應(yīng)速度必定下降，嚴(yán)重的其至 會造成服務(wù)器的崩潰。不是危言聳聽，這就是制約某些電子商務(wù)網(wǎng)站發(fā)展的技術(shù)瓶頸問題。 其次，對于每一次數(shù)據(jù)庫連接，使用完后都得斷開。否則，如果程序出現(xiàn)異常而未能關(guān)閉, 將會導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)屮的內(nèi)存泄漏，最終將不得不重啟數(shù)據(jù)庫。還有，這種開發(fā)不能控制被 創(chuàng)建的連接對象數(shù)，系統(tǒng)資源會被毫無顧及的分配岀去，如連接過多，也可能導(dǎo)致內(nèi)存泄漏, 服務(wù)器崩潰。數(shù)

5、據(jù)庫連接池(connection pool)的工作原理1、基本概念及原理市上面的分析可以看出，問題的根源就在于對數(shù)據(jù)庫連接資源的低效管理。我們知道，對于共享資源，有一個很著名的設(shè)計模式：資源池(resource pool)。該 模式正是為了解決資源的頻繁分配?釋放所造成的問題。為解決上述問題，對以采用數(shù)據(jù)庫 連接池技術(shù)。數(shù)據(jù)庫連接池的基本思想就是為數(shù)據(jù)庫連接建立一個“緩沖池”。預(yù)先在緩沖 池中放入一定數(shù)量的連接，當(dāng)需要建立數(shù)據(jù)庫連接時，只需從“緩沖池”中取出一個，使用 完畢之后再放回去。我們可以通過設(shè)定連接池最大連接數(shù)來防止系統(tǒng)無盡的與數(shù)據(jù)庫連接。 更為重要的是我們對以通過連接池的管理機(jī)制監(jiān)視

6、數(shù)據(jù)庫的連接的數(shù)量?使用情況，為系統(tǒng) 開發(fā)?測試及性能調(diào)整提供依據(jù)。2、服務(wù)器自帶的連接池jdbc的api中沒有提供連接池的方法。一些大型的web應(yīng)用服務(wù)器如bea的weblogic 和ibm的websphere等提供了連接池的機(jī)制，但是必須有其第三方的專用類方法支持連接池 的用法。連接池關(guān)鍵問題分析1、并發(fā)問題為了使連接管理服務(wù)具有最大的通用性，必須考慮多線程環(huán)境，即并發(fā)問題。這個問題 相對比較好解決，因?yàn)閖ava語言自身提供了對并發(fā)管理的支持，使用synchronized關(guān)鍵字 即可確保線程是同步的。使用方法為直接在類方法前面加上synchronized關(guān)鍵字，如：public synch

7、ronized connection getconnection ()2、多數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和多用戶對于大型的企業(yè)級應(yīng)用，常常需要同時連接不同的數(shù)據(jù)庫(如連接oracle和sybase)。 如何連接不同的數(shù)據(jù)庫呢？我們采用的策略是：設(shè)計一個符合單例模式的連接池管理類，在 連接池管理類的唯一實(shí)例被創(chuàng)建時讀取一個資源文件，其屮資源文件屮存放著多個數(shù)據(jù)庫的 url 地址()?用戶名()?密碼()等信息。如 tx. url=172.21. 15. 123： 5000/tx it, tx. user=yang, tx. password二yang321。根據(jù)資源文件提供的信息，創(chuàng)建多個連接池類的實(shí) 例，每一

8、個實(shí)例都是一個特定數(shù)據(jù)庫的連接池。連接池管理類實(shí)例為每個連接池實(shí)例取一個 名字，通過不同的名字來管理不同的連接池。對于同一個數(shù)據(jù)庫有多個用戶使用不同的名稱和密碼訪問的情況,也可以通過資源文件 處理，即在資源文件中設(shè)置多個具有相同ml地址，但具有不同用戶名和密碼的數(shù)據(jù)庫連接 信息。3、事務(wù)處理我們知道，事務(wù)具有原子性，此時耍求對數(shù)據(jù)庫的操作符合“all-all-notiiing”原則, 即對于一組sql語句耍么全做，要么全不做。在java語言中，connection類本身提供了對事務(wù)的支持，對以通過設(shè)置connection 的autocommit屈性為false,然后顯式的調(diào)用commit或ro

9、llback方法來實(shí)現(xiàn)。但耍高效的 進(jìn)行connection復(fù)用，就必須提供相應(yīng)的事務(wù)支持機(jī)制。對采用每一個事務(wù)獨(dú)占一個連接 來實(shí)現(xiàn)，這種方法可以大大降低事務(wù)管理的復(fù)雜性。4、連接池的分配與釋放連接池的分配與釋放，對系統(tǒng)的性能有很大的影響。合理的分配與釋放，可以提高連接 的復(fù)用度，從而降低建立新連接的開銷，同時還可以加快用戶的訪問速度。對丁連接的管理對使用空閑池。即把己經(jīng)創(chuàng)建但尚未分配出去的連接按創(chuàng)建時間存放到 一個空閑池中。每當(dāng)用戶請求一個連接時，系統(tǒng)首先檢查空閑池內(nèi)有沒有空閑連接。如果有 就把建立時間最長(通過容器的順序存放實(shí)現(xiàn))的那個連接分配給他(實(shí)際是先做連接是否 有效的判斷，如果對用

10、就分配給用戶，如不對用就把這個連接從空閑池刪掉，重新檢測空閑 池是否還有連接)；如果沒有則檢查當(dāng)前所開連接池是否達(dá)到連接池所允許的最大連接數(shù) (maxconn),如果沒有達(dá)到，就新建一個連接，如果己經(jīng)達(dá)到，就等待一定的時間(timeout)。 如果在等待的時間內(nèi)有連接被釋放出來就可以把這個連接分配給等待的用戶，如果等待時間 超過預(yù)定時間timeout,則返回空值(null)。系統(tǒng)對己經(jīng)分配出去正在使用的連接只做計 數(shù)，當(dāng)使用完后再返還給空閑池。對于空閑連接的狀態(tài)，對開辟專門的線程定時檢測，這樣 會花費(fèi)一定的系統(tǒng)開銷，但可以保證較快的響應(yīng)速度。也可采取不開辟專門線程，只是在分 配前檢測的方法。5

11、、連接池的配置與維護(hù)連接池屮到底應(yīng)該放置多少連接，才能使系統(tǒng)的性能最佳？系統(tǒng)可采取設(shè)置最小連接數(shù) (ininconn)和最人連接數(shù)(maxconn)來控制連接池小的連接。最小連接數(shù)是系統(tǒng)啟動時連 接池所創(chuàng)建的連接數(shù)。如杲創(chuàng)建過多，則系統(tǒng)啟動就慢，但創(chuàng)建后系統(tǒng)的響應(yīng)速度會很快; 如杲創(chuàng)建過少，則系統(tǒng)啟動的很快，響應(yīng)起來卻慢。這樣，可以在開發(fā)時，設(shè)置較小的最小 連接數(shù)，開發(fā)起來會快，而在系統(tǒng)實(shí)際使用時設(shè)置較人的，因?yàn)檫@樣對訪問客八來說速度會 快些。最大連接數(shù)是連接池中允許連接的最大數(shù)目，具體設(shè)置多少，要看系統(tǒng)的訪問量，可 通過反復(fù)測試，找到最佳點(diǎn)。如何確保連接池中的最小連接數(shù)呢？有動態(tài)和靜態(tài)兩種策

12、略。動態(tài)即每隔一定時間就對 連接池進(jìn)行檢測，如果發(fā)現(xiàn)連接數(shù)量小于最小連接數(shù)，則補(bǔ)充相應(yīng)數(shù)量的新連接，以保證連 接池的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。靜態(tài)是發(fā)現(xiàn)空閑連接不夠時再去檢查。連接池的實(shí)現(xiàn)1、連接池模型本文討論的連接池包括一個連接池類(dbconnectionpool)和一個連接池管理類 (dbconnetionpoolmanager) 0連接池類是對某一數(shù)據(jù)庫所有連接的"緩沖池”，主要實(shí)現(xiàn) 以下功能：從連接池獲取或創(chuàng)建對用連接；使用完畢之后，把連接返還給連接池；在 系統(tǒng)關(guān)閉前，斷開所有連接并釋放連接占用的系統(tǒng)資源；還能夠處理無效連接(原來登記 為可用的連接，市于某種原因不再可用，如超時，通訊問題)

13、，并能夠限制連接池中的連接 總數(shù)不低于某個預(yù)定值和不超過某個預(yù)定值。連接池管理類是連接池類的外覆類(wrapper),符合單例模式，即系統(tǒng)中只能有一個連 接池管理類的實(shí)例。其主要用丁對多個連接池對彖的管理，具有以下功能：裝載并注冊特 定數(shù)據(jù)庫的jdbc驅(qū)動程序；根據(jù)屈性文件給定的信息，創(chuàng)建連接池對彖；為方便管理 多個連接池對象，為每一個連接池對象取一個名字，實(shí)現(xiàn)連接池名字與其實(shí)例之間的映射; 跟蹤客戶使用連接情況，以便需耍是關(guān)閉連接釋放資源。連接池管理類的引入主要是為了 方便對多個連接池的使用和管理，如系統(tǒng)需耍連接不同的數(shù)據(jù)庫，或連接相同的數(shù)據(jù)庫但rh 于安全性問題，需要不同的用戶使用不同的名

14、稱和密碼。2、連接池實(shí)現(xiàn)f面給出連接池類和連接池管理類的主要屬性及所要實(shí)現(xiàn)的基本接口:public class dbconnectionpoo丄 implements timerlistenerprivate 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)建時間順序存放己創(chuàng)建但尚未分配出去的連接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人連接數(shù) private strin

15、g name;/為這個連接池取個名字，方便管理 private string password; /連接數(shù)據(jù)庫時需要的密碼 private string url; /所要創(chuàng)建連接的數(shù)據(jù)庫的地址 private string user;/連接數(shù)據(jù)庫時需耍的用戶名 public timer timer; /eu寸器public dbconnectionpoo丄(string name, string url, string user, stringpassword, int maxconn) /公開的構(gòu)造函數(shù)public synchronized void freeconnection (conn

16、ection con) /使用完畢之 后，/把連接返還給空閑池public synchronized connection getconnection(long timeout)/得至u 個連 接，/timeout是等待時間public synchronized void release () /斷開所冇連接，釋放占用的系統(tǒng)資源 private connection newconnection () /新建一個數(shù)據(jù)庫連接public synchronized void timerevent () /定時器事件處理函數(shù)public class dbconnectionmanager static

17、 private dbconnectionmanager instance;/連接池管壬里類的唯實(shí)例 static private int clients;/客戶數(shù)量private arraylist drivers = new arraylist() ;/容器，存放數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序 private hashmap pools = new hashmap () ;/以 nmme/vb丄ue 的形式存取連接也/ 對彖的名字及連接池對彖static synchronized public dbconnectionman呂ge匸 getlnstance ()/女果唯 一的/實(shí)例instance已經(jīng)創(chuàng)建

18、，直接返回這個實(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) / 釋放一個連 接，/name是一個連接池對象的名字public connection get connection (string name) /從幺字為 name 的連扌妾 j也乂 寸象 /中得到一個連接public connection getconnection (string name,

19、 long time)/從名字為name/的連接池對彖中取得一個連接，time是等待時間public synchronized void release () /釋放所冇資源private void createpools (properties props) /根據(jù)屬性文件提供的信息,創(chuàng)建 /一個或多個連接池private void init () /初始化連接池管理類的唯一實(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)庫馬區(qū)動#呈序34. 3、連接池使用上面所實(shí)現(xiàn)的連接池在程序開發(fā)時如何應(yīng)用到系統(tǒng)屮呢？下面以servlet為例說明連 接池的使用。servlet的生命周期是：在開始建立servlet時，調(diào)