Java操作数据库——手动实现数据库连接池
摘要：本文主要学习了如何手动实现一个数据库连接池，以及在这基础上的一些改进。
部分内容来自以下博客：
https://blog.csdn.net/soonfly/article/details/72731144
一个简单的数据库连接池
连接池工具类
连接池使用了线程安全的队列存储连接资源，保证了线程安全。
提供了获取连接和释放连接的方法，实现了连接资源的循环使用。
在对线程进行技术时，使用原子类，保证了线程计数在多线程环境下的安全。
代码如下：
1 public class DataPoolUtils { 2 // 活动连接，使用线程安全的队列 3 private static LinkedBlockingQueue<Connection> busy = new LinkedBlockingQueue<Connection>(); 4 // 空闲连接，使用线程安全的队列 5 private static LinkedBlockingQueue<Connection> idle = new LinkedBlockingQueue<Connection>(); 6 // 已创建连接数，使用原子操作类实现线程安全 7 private static AtomicInteger createCount = new AtomicInteger(0); 8 // 最大连接数 9 private static int maxConnection = 5; 10 // 最大等待毫秒数 11 private static int maxWaitTimeout = 1000; 12 13 /** 14 * 创建连接 15 * @return 16 * @throws Exception 17 */ 18 private Connection createConnection() throws Exception { 19 Properties pros = new Properties(); 20 InputStream is = DataPoolUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties"); 21 pros.load(is); 22 String driverClass = pros.getProperty("driverClass"); 23 Class.forName(driverClass); 24 String url = pros.getProperty("url"); 25 String user = pros.getProperty("user"); 26 String password = pros.getProperty("password"); 27 return DriverManager.getConnection(url, user, password); 28 } 29 30 /** 31 * 关闭连接 32 * @param connection 33 */ 34 private void closeConnection(Connection connection) { 35 try { 36 if (!connection.isClosed()) { 37 connection.close(); 38 } 39 } catch (SQLException e) { 40 e.printStackTrace(); 41 } 42 } 43 44 /** 45 * 获取连接 46 * @return 47 * @throws Exception 48 */ 49 public Connection getConnection() throws Exception { 50 // 尝试获取空闲连接 51 Connection connection = idle.poll(); 52 if (connection == null) { 53 // 尝试创建连接，使用双重CAS检查现有连接数是否小于最大连接数 54 if (createCount.get() < maxConnection) { 55 if (createCount.incrementAndGet() <= maxConnection) { 56 connection = createConnection(); 57 } else { 58 createCount.decrementAndGet(); 59 } 60 } 61 // 尝试等待获取空闲连接，实现超时等待机制 62 if (connection == null) { 63 connection = idle.poll(maxWaitTimeout, TimeUnit.MILLISECONDS); 64 if (connection == null) { 65 throw new Exception("获取连接超时"); 66 } 67 } 68 } 69 busy.offer(connection); 70 return connection; 71 } 72 73 /** 74 * 归还连接 75 * @param connection 76 */ 77 public void releaseConnection(Connection connection) { 78 // 处理空连接 79 if (connection == null) { 80 createCount.decrementAndGet(); 81 return; 82 } 83 // 处理移除失败的连接 84 boolean removeResult = busy.remove(connection); 85 if (!removeResult) { 86 closeConnection(connection); 87 createCount.decrementAndGet(); 88 return; 89 } 90 // 处理已经关闭的连接 91 try { 92 if (connection.isClosed()) { 93 createCount.decrementAndGet(); 94 return; 95 } 96 } catch (SQLException e) { 97 e.printStackTrace(); 98 } 99 // 处理添加失败的连接 100 boolean offerResult = idle.offer(connection); 101 if (!offerResult) { 102 closeConnection(connection); 103 createCount.decrementAndGet(); 104 return; 105 } 106 } 107 }
测试连接池的业务类
为了能够实现线程的循环使用，需要调用线程池的释放连接资源的方法，而不是将连接资源直接关闭。
代码如下：
1 public class TestPool { 2 // 根据配置文件里的名称创建连接池 3 private static DataPoolUtils pool = new DataPoolUtils(); 4 5 /** 6 * 主程序 7 */ 8 public static void main(String[] args) { 9 // 模拟多次对数据库的查询操作 10 for (int i = 0; i < 6; i++) { 11 new Thread(new Runnable() { 12 @Override 13 public void run() { 14 select(); 15 } 16 }, "线程" + i).start(); 17 } 18 } 19 20 /** 21 * 查询程序 22 */ 23 public static void select() { 24 Connection conn = null; 25 PreparedStatement pstmt = null; 26 ResultSet rs = null; 27 // 获取连接并执行SQL 28 try { 29 conn = pool.getConnection(); 30 pstmt = conn.prepareStatement("select * from student where id = 906"); 31 rs = pstmt.executeQuery(); 32 while (rs.next()) { 33 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + rs.getString(1) + "\t" + rs.getString(2) + "\t" + rs.getString("address")); 34 } 35 } catch (Exception e) { 36 e.printStackTrace(); 37 } finally { 38 // 释放资源 39 try { 40 rs.close(); 41 } catch (SQLException e) { 42 e.printStackTrace(); 43 } 44 try { 45 pstmt.close(); 46 } catch (SQLException e) { 47 e.printStackTrace(); 48 } 49 /* 50 try { 51 conn.close(); 52 } catch (SQLException e) { 53 e.printStackTrace(); 54 } 55 */ 56 pool.releaseConnection(conn); 57 } 58 } 59 }
使用动态代理修改原生连接的关闭方法
改进说明
简单的数据库连接池已经有了，但是在使用的时候如果调用了原生的关闭方法，会导致连接不能重复使用。
利用之前学过的动态代理进行改进，使调用关闭方法的时候执行的仍然是连接池里的释放资源的方法。
在 DataPoolUtils 工具类里添加动态代理的相关内部类：
1 /** 2 * 代理处理类 3 */ 4 class ConnectionInvocationHandler implements InvocationHandler{ 5 private Connection connection; 6 private DataPoolUtils dpu; 7 8 public ConnectionInvocationHandler(DataPoolUtils dpu, Connection connection) { 9 this.dpu = dpu; 10 this.connection = connection; 11 } 12 13 @Override 14 public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) 15 throws Throwable { 16 // 对原生的关闭方法进行修改 17 if(method.getName().equals("close")){ 18 dpu.releaseConnection(connection); 19 return null; 20 }else{ 21 return method.invoke(connection, args); 22 } 23 } 24 }
修改 DataPoolUtils 工具类中 public Connection getConnection() 方法的返回值，将返回值改为使用动态代理后的值：
1 return (Connection) Proxy.newProxyInstance( 2 Connection.class.getClassLoader(), 3 new Class[] { Connection.class }, 4 new ConnectionInvocationHandler(this, connection));
修改 TestPool 业务类中的 public static void select() 方法，将释放连接改为关闭连接：
1 try { 2 conn.close(); 3 } catch (SQLException e) { 4 e.printStackTrace(); 5 }
注意说明
在工具类的 getConnection() 方法中返回代理类，而不是在工具类的 createConnection() 方法中返回，是因为通过后者得到的对象是要放到活动队列里的，如果在后者中返回代理对象，那么就会导致活动队列里的对象都是代理对象。
那么在执行代理对象的 close() 方法时，经过动态代理后，实际上是执行的是被代理对象的 releaseConnection() 方法，也就是将被代理对象从活动队列放到空闲队列，但因为活动队列里存放的都是代理对象，导致无法通过被代理对象从活动队列将代理对象放到空闲队列，进而导致连接资源并没有得到循环利用。
