連接池

這種連接“彙集”起來的技術基於這樣的一個事實：對於大多數應用程序，當它們正在處理通常需要數毫秒完成的事務時，僅需要能夠訪問JDBC連接的 1 個線程。當不處理事務時，這個連接就會閒置。相反，連接池允許閒置的連接被其它需要的線程使用。

事實上，當一個線程需要用 JDBC 對一個 GBase 或其它數據庫操作時，它從池中請求一個連接。當這個線程使用完了這個連接，將它返回到連接池中，這樣這就可以被其它想使用它的線程使用。

當連接從池中“借出”，它被請求它的線程專有地使用。從編程的角度來看，這和用户的線程每當需要一個 JDBC 連接的時候調用DriverManager.getConnection() 是一樣的，採用連接池技術，可通過使用新的或已有的連接結束線程。

連接池可以極大的改善用户的 Java 應用程序的性能，同時減少全部資源的使用。連接池主要的優點有：

雖然與其它數據庫相比 GBase 提供了較為快速連接功能，但是創建新的 JDBC 連接仍會招致網絡和 JDBC 驅動的開銷。如果這類連接是“循環”使用的，使用該方式這些花銷就可避免。

當使用連接池時，每一個單獨的線程能夠像創建了一個自己的 JDBC 連接一樣操作，允許用户直接使用JDBC編程技術。

如果用户不使用連接池，而是每當線程需要時創建一個新的連接，那麼用户的應用程序的資源使用會產生非常大的浪費並且可能會導致高負載下的異常發生。

注意，每個連到 GBase 的連接在客户端和服務器端都有花銷（內存，CPU，上下文切換等等）。每個連接均會對應用程序和 GBase 服務器的可用資源帶來一定的限制。不管這些連接是否在做有用的工作，仍將使用這些資源中的相當一部分。

連接池能夠使性能最大化，同時還能將資源利用控制在一定的水平之下，如果超過該水平，應用程序將崩潰而不僅僅是變慢。

在實際應用開發中，特別是在WEB應用系統中，如果JSP、Servlet或EJB使用JDBC直接訪問數據庫中的數據，每一次數據訪問請求都必須經歷建立數據庫連接、打開數據庫、存取數據和關閉數據庫連接等步驟，而連接並打開數據庫是一件既消耗資源又費時的工作，如果頻繁發生這種數據庫操作，系統的性能必然會急劇下降，甚至會導致系統崩潰。數據庫連接池技術是解決這個問題最常用的方法，在許多應用程序服務器（例如：Weblogic,WebSphere,JBoss）中，基本都提供了這項技術，無需自己編程，但是，深入瞭解這項技術是非常必要的。

數據庫連接池技術的思想非常簡單，將數據庫連接作為對象存儲在一個Vector對象中，一旦數據庫連接建立後，不同的數據庫訪問請求就可以共享這些連接，這樣，通過複用這些已經建立的數據庫連接，可以克服上述缺點，極大地節省系統資源和時間。

數據庫連接池的主要操作如下：

（1）建立數據庫連接池對象（服務器啓動）。

（2）按照事先指定的參數創建初始數量的數據庫連接（即：空閒連接數）。

（3）對於一個數據庫訪問請求，直接從連接池中得到一個連接。如果數據庫連接池對象中沒有空閒的連接，且連接數沒有達到最大（即：最大活躍連接數），創建一個新的數據庫連接。

（4）存取數據庫。

（5）關閉數據庫，釋放所有數據庫連接（此時的關閉數據庫連接，並非真正關閉，而是將其放入空閒隊列中。如實際空閒連接數大於初始空閒連接數則釋放連接）。

（6）釋放數據庫連接池對象（服務器停止、維護期間，釋放數據庫連接池對象，並釋放所有連接）。

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）。連接池類是對某一數據庫所有連接的“緩衝池”，主要實現以下功能：①從連接池獲取或創建可用連接；②使用完畢之後，把連接返還給連接池；③在系統關閉前，斷開所有連接並釋放連接佔用的系統資源；④還能夠處理無效連接（原來登記為可用的連接，由於某種原因不再可用，如超時，通訊問題），並能夠限制連接池中的連接總數不低於某個預定值和不超過某個預定值。

連接池管理類是連接池類的外覆類（wrapper），符合單例模式，即系統中只能有一個連接池管理類的實例。其主要用於對多個連接池對象的管理，具有以下功能：①裝載並註冊特定數據庫的JDBC驅動程序；②根據屬性文件給定的信息，創建連接池對象；③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，實現連接池名字與其實例之間的映射；④跟蹤客户使用連接情況，以便需要時關閉連接釋放資源。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，如系統需要連接不同的數據庫，或連接相同的數據庫但由於安全性問題，需要不同的用户使用不同的名稱和密碼。

下面給出連接池類和連接池管理類的主要屬性及所要實現的基本接口：

public class DBConnectionPool implements TimerListener{

private int checkedOut;//已被分配出去的連接數

private ArrayList freeConnections = new ArrayList();//容器，空閒池，根據//創建時間順序存放已創建但尚未分配出去的連接

private int minConn;//連接池裏連接的最小數量

private int maxConn;//連接池裏允許存在的最大連接數

private String name;//為這個連接池取個名字，方便管理

private String password;//連接數據庫時需要的密碼

private String url;//所要創建連接的數據庫的地址

private String user;//連接數據庫時需要的用户名

public Timer timer;//定時器

public DBConnectionPool(String name, String URL, String user, String

password, int maxConn)//公開的構造函數

public synchronized void freeConnection(Connection con) //使用完畢之後，//把連接返還給空閒池

public synchronized Connection getConnection(long timeout)//得到一個連接，//timeout是等待時間

public synchronized void release()//斷開所有連接，釋放佔用的系統資源

private Connection newConnection()//新建一個數據庫連接

public synchronized void TimerEvent() //定時器事件處理函數

}

public class DBConnectionManager {

static private DBConnectionManager instance;//連接池管理類的唯一實例

static private int clients;//客户數量

private ArrayList drivers = new ArrayList();//容器，存放數據庫驅動程序

private HashMap pools = new HashMap ();//以name/value的形式存取連接池//對象的名字及連接池對象

static synchronized public DBConnectionManager getInstance()//如果唯一的//實例instance已經創建，直接返回這個實例;否則，調用私有構造函數，創//建連接池管理類的唯一實例

private DBConnectionManager()//私有構造函數,在其中調用初始化函數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 getConnection(Stringname)//從名字為name的連接池對象//中得到一個連接

public Connection getConnection(Stringname, long time)//從名字為name

//的連接池對象中取得一個連接，time是等待時間

public synchronized void release()//釋放所有資源

private void createPools(Properties props)//根據屬性文件提供的信息，創建//一個或多個連接池

private void init()//初始化連接池管理類的唯一實例，由私有構造函數調用

private void loadDrivers(Properties props)//裝載數據庫驅動程序

}

上面所實現的連接池在程序開發時如何應用到系統中呢？下面以Servlet為例説明連接池的使用。

Servlet的生命週期是：在開始建立servlet時，調用其初始化（init）方法。之後每個用户請求都導致一個調用前面建立的實例的service方法的線程。最後，當服務器決定卸載一個servlet時，它首先調用該servlet的 destroy方法。

根據servlet的特點，我們可以在初始化函數中生成連接池管理類的唯一實例（其中包括創建一個或多個連接池）。如：

public void init() throws ServletException

{

connMgr = DBConnectionManager.getInstance();

}

然後就可以在service方法中通過連接池名稱使用連接池，執行數據庫操作。最後在destroy方法中釋放佔用的系統資源，如：

public void destroy() {

connMgr.release(); super.destroy();

}

在使用JDBC進行與數據庫有關的應用開發中，數據庫連接的管理是一個難點。很多時候，連接的混亂管理所造成的系統資源開銷過大成為制約大型企業級應用效率的瓶頸。對於眾多用户訪問的Web應用，採用數據庫連接技術的系統在效率和穩定性上比採用傳統的其他方式的系統要好很多。本文闡述了使用JDBC訪問數據庫的技術，討論了基於連接池技術的數據庫連接管理的關鍵問題並給出了一個實現模型。文章所給出的是連接池管理程序的一種基本模式，為提高系統的整體性能，在此基礎上還可以進行很多有意義的擴展。