Java数据库连接池原理代码

    技术2022-05-13  9

    package org.cgz.encodingfilter;

     

    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;

     

    /*虽然现在用APACHE COMMONS DBCP可以非常方便的建立数据库连接池,

     但是像这篇文章把数据库连接池的内部原理写的这么透彻,注视这么完整,

     真是非常难得,让开发人员可以更深层次的理解数据库连接池,真是非常感

     谢这篇文章的作者。*/

     

    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

     

        /**

     

         * 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;

          

           try {

               createPool();

           } catch (Exception e) {

               e.printStackTrace();

           }

     

        }

     

        /**

     

         * 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

     

         */

        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 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 ,5 秒后直接刷新

     

               if (pConn.isBusy()) {

     

                  wait(5000); // 5

     

               }

     

               // 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

     

               if (pConn.isBusy()) {

     

                  wait(5000); // 5

     

               }

     

               //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。

     

         */

     

        class PooledConnection {

     

           Connection connection = null;// 数据库连接

     

           boolean busy = false; // 此连接是否正在使用的标志,默认没有正在使用

     

           // 构造函数,根据一个 Connection 构告一个 PooledConnection 对象

     

           public PooledConnection(Connection connection) {

     

               this.connection = connection;

     

           }

     

           // 返回此对象中的连接

     

           public Connection getConnection() {

     

               return connection;

     

           }

     

           // 设置此对象的,连接

     

           public void setConnection(Connection connection) {

     

               this.connection = connection;

     

           }

     

           // 获得对象连接是否忙

     

           public boolean isBusy() {

     

               return busy;

     

           }

     

           // 设置对象的连接正在忙

     

           public void setBusy(boolean busy) {

     

               this.busy = busy;

     

           }

     

        }

     

    }

     

    /*=======================================

     

     这个例子是根据POSTGRESQL数据库写的,

     请用的时候根据实际的数据库调整。

     

     调用方法如下:

     

      ConnectionPool connPool

     = new ConnectionPool("org.postgresql.Driver"

     ,"jdbc:postgresql://dbURI:5432/DBName"

     ,"postgre"

     ,"postgre");

     

      connPool .createPool();

     Connection conn = connPool .getConnection();

     

     

     


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