更新时间:2022-09-02 11:46:06 来源:极悦 浏览1195次
Java连接池是什么?极悦小编来为大家解答。
连接池是一种众所周知的数据访问模式。其主要目的是减少执行数据库连接和读/写数据库操作所涉及的开销。
在最基本的层面上, 连接池是一种数据库连接缓存实现 ,可以根据特定需求进行配置。
在本教程中,我们将讨论一些流行的连接池框架。然后我们将学习如何从头开始实现我们自己的连接池。
当然,这个问题是修辞性的。
如果我们分析典型数据库连接生命周期中涉及的步骤顺序,我们就会明白为什么:
使用数据库驱动程序打开到数据库的连接
打开TCP 套接字以读取/写入数据
通过套接字读取/写入数据
关闭连接
关闭插座
很明显,数据库连接是相当昂贵的操作,因此,在每个可能的用例中都应该减少到最低限度(在边缘情况下,只是避免)。
这就是连接池实现发挥作用的地方。
通过简单地实现一个数据库连接容器,它允许我们重用许多现有的连接,我们可以有效地节省执行大量昂贵的数据库旅行的成本。这提高了我们的数据库驱动应用程序的整体性能。
从实用的角度来看,考虑到已经可用的“企业就绪”连接池框架的数量,从头开始实施连接池是没有意义的。
从教学的角度来看,这是本文的目标,事实并非如此。
尽管如此,在我们学习如何实现一个基本的连接池之前,我们将首先展示一些流行的连接池框架。
1.Apache Commons DBCP
让我们从Apache Commons DBCP Component开始,这是一个功能齐全的连接池 JDBC 框架:
public class DBCPDataSource {
private static BasicDataSource ds = new BasicDataSource();
static {
ds.setUrl("jdbc:h2:mem:test");
ds.setUsername("user");
ds.setPassword("password");
ds.setMinIdle(5);
ds.setMaxIdle(10);
ds.setMaxOpenPreparedStatements(100);
}
public static Connection getConnection() throws SQLException {
return ds.getConnection();
}
private DBCPDataSource(){ }
}
在这种情况下,我们使用带有静态块的包装类来轻松配置 DBCP 的属性。
以下是如何获得与DBCPDataSource类的池连接:
Connection con = DBCPDataSource.getConnection();
2.HikariCP
现在让我们看看HikariCP ,这是一个由Brett Wooldridge创建的闪电般快速的 JDBC 连接池框架
public class HikariCPDataSource {
private static HikariConfig config = new HikariConfig();
private static HikariDataSource ds;
static {
config.setJdbcUrl("jdbc:h2:mem:test");
config.setUsername("user");
config.setPassword("password");
config.addDataSourceProperty("cachePrepStmts", "true");
config.addDataSourceProperty("prepStmtCacheSize", "250");
config.addDataSourceProperty("prepStmtCacheSqlLimit", "2048");
ds = new HikariDataSource(config);
}
public static Connection getConnection() throws SQLException {
return ds.getConnection();
}
private HikariCPDataSource(){}
}
同样,这里是如何获得与HikariCPDataSource类的池连接:
Connection con = HikariCPDataSource.getConnection();
3.C3P0
这篇评论的最后一篇是C3P0,这是一个由 Steve Waldman 开发的强大的 JDBC4 连接和语句池框架:
public class C3p0DataSource {
private static ComboPooledDataSource cpds = new ComboPooledDataSource();
static {
try {
cpds.setDriverClass("org.h2.Driver");
cpds.setJdbcUrl("jdbc:h2:mem:test");
cpds.setUser("user");
cpds.setPassword("password");
} catch (PropertyVetoException e) {
// handle the exception
}
}
public static Connection getConnection() throws SQLException {
return cpds.getConnection();
}
private C3p0DataSource(){}
}
正如预期的那样,使用C3p0DataSource类获取池连接类似于前面的示例:
Connection con = C3p0DataSource.getConnection();
为了更好地理解连接池的底层逻辑,让我们创建一个简单的实现。
我们将从仅基于一个单一接口的松散耦合设计开始:
public interface ConnectionPool {
Connection getConnection();
boolean releaseConnection(Connection connection);
String getUrl();
String getUser();
String getPassword();
}
ConnectionPool接口定义了基本连接池的公共 API 。
现在让我们创建一个提供一些基本功能的实现,包括获取和释放池连接:
public class BasicConnectionPool
implements ConnectionPool {
private String url;
private String user;
private String password;
private List<Connection> connectionPool;
private List<Connection> usedConnections = new ArrayList<>();
private static int INITIAL_POOL_SIZE = 10;
public static BasicConnectionPool create(
String url, String user,
String password) throws SQLException {
List<Connection> pool = new ArrayList<>(INITIAL_POOL_SIZE);
for (int i = 0; i < INITIAL_POOL_SIZE; i++) {
pool.add(createConnection(url, user, password));
}
return new BasicConnectionPool(url, user, password, pool);
}
// standard constructors
@Override
public Connection getConnection() {
Connection connection = connectionPool
.remove(connectionPool.size() - 1);
usedConnections.add(connection);
return connection;
}
@Override
public boolean releaseConnection(Connection connection) {
connectionPool.add(connection);
return usedConnections.remove(connection);
}
private static Connection createConnection(
String url, String user, String password)
throws SQLException {
return DriverManager.getConnection(url, user, password);
}
public int getSize() {
return connectionPool.size() + usedConnections.size();
}
// standard getters
}
虽然非常幼稚,但BasicConnectionPool类提供了我们期望从典型连接池实现中获得的最小功能。
简而言之,该类基于存储10个连接的ArrayList初始化一个连接池,可以方便地重用。
还可以使用DriverManager类和Datasource实现创建 JDBC 连接。
由于保持连接数据库的创建不可知要好得多,我们在create()静态工厂方法中使用了前者。
在这种情况下,我们将方法放在BasicConnectionPool中 ,因为这是接口的唯一实现。
在具有多个ConnectionPool实现的更复杂的设计中,最好将其放置在接口中,从而获得更灵活的设计和更高水平的内聚。
这里要强调的最相关的一点是,一旦创建了池,就会从池中获取连接,因此无需创建新的。
此外,当一个连接被释放时,它实际上会返回到池中,因此其他客户端可以重用它。
没有与底层数据库的进一步交互,例如显式调用Connection 的 close()方法。
正如预期的那样,使用我们的BasicConnectionPool类很简单。
让我们创建一个简单的单元测试并获得一个池化的内存H2连接:
@Test
public whenCalledgetConnection_thenCorrect() {
ConnectionPool connectionPool = BasicConnectionPool
.create("jdbc:h2:mem:test", "user", "password");
assertTrue(connectionPool.getConnection().isValid(1));
}
当然,还有很多空间可以调整/扩展我们的连接池实现的当前功能。
例如,我们可以重构getConnection()方法并添加对最大池大小的支持。如果所有可用连接都被占用,并且当前池大小小于配置的最大值,则该方法将创建一个新连接。
我们还可以验证从池中获得的连接是否仍然存在,然后再将其传递给客户端:
@Override
public Connection getConnection() throws SQLException {
if (connectionPool.isEmpty()) {
if (usedConnections.size() < MAX_POOL_SIZE) {
connectionPool.add(createConnection(url, user, password));
} else {
throw new RuntimeException(
"Maximum pool size reached, no available connections!");
}
}
Connection connection = connectionPool
.remove(connectionPool.size() - 1);
if(!connection.isValid(MAX_TIMEOUT)){
connection = createConnection(url, user, password);
}
usedConnections.add(connection);
return connection;
}
请注意,该方法现在抛出SQLException,这意味着我们还必须更新接口签名。
或者我们可以添加一个方法来优雅地关闭我们的连接池实例:
public void shutdown() throws SQLException {
usedConnections.forEach(this::releaseConnection);
for (Connection c : connectionPool) {
c.close();
}
connectionPool.clear();
}
在生产就绪的实现中,连接池应该提供一堆额外的功能,例如跟踪当前正在使用的连接的能力,支持准备好的语句池等等。
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