【文章內(nèi)容簡介】 序調(diào)用 ( )試圖去關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接時(shí)，這時(shí)需要有一個(gè)通告給連接池實(shí)現(xiàn)模塊，通告對(duì)當(dāng)前 的數(shù)據(jù)庫物理連接（ DBConnectionPool 對(duì)象）進(jìn)行重用。為了使連接池實(shí)現(xiàn)模塊能得到這種 “ 通告 ” ，連接池實(shí)現(xiàn)模塊必須實(shí)現(xiàn) ConnectionEventListener 接口，而且同時(shí)需要注冊(cè)成為 DBConnectionPool 對(duì)象的監(jiān)聽者。連接池實(shí)現(xiàn)模塊接受到此通告后， 不是真正意義上的物理關(guān)閉，而是 將 DBConnectionPool 對(duì)象返回到池中進(jìn)行重用。從上面的介紹，可以看出連接池技術(shù)的關(guān)鍵就是其自身的管理機(jī)制，結(jié)合連接池工作的基本原理，通過下圖展現(xiàn)出一個(gè)連接池系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框架。 圖 3 總體設(shè)計(jì)框架 連接池中的關(guān)鍵類設(shè)計(jì) 一個(gè)連接池應(yīng)用的設(shè)計(jì)，需要幾個(gè)關(guān)鍵部分作為支撐，其中最為重要的是DBConnectionPool 類和 DBConnectionManager 類，他們對(duì)連接的建立、管理、釋放起決定性作用。大體作用列舉如下： 建立數(shù)據(jù)庫連接 GetConnection() CloseConnection() 第 7 頁 共 22 頁 一個(gè) DBConnectionPool 類，該類負(fù)責(zé)從連接池獲取 (或創(chuàng)建 )連接、將連接返回給連接池、 空閑連接的超時(shí)等待、 系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)釋放所有資源并關(guān)閉所有連接。 一個(gè) DataSourceProviderServlet 類，該類負(fù)責(zé)通過上下文環(huán)境讀取配置文件后裝載 和注冊(cè) JDBC 驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)庫名等。 一個(gè) DBConnectionManager 類，該類負(fù)責(zé) 按預(yù)先指定的最大連接池?cái)?shù)連初始化 連接池 、創(chuàng)建 DBConnectionPool 對(duì)象 provider、當(dāng)所有的連接客戶退出后，關(guān)閉全部連接。 屬性文件，該文件中包含了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)（ DriverName）、數(shù)據(jù)庫 URL、數(shù)據(jù)庫表空間名（ User）、表空間密碼（ Password）、連接池最大連接數(shù)（ maxConnections）。 即為應(yīng)用程序?qū)B接池 中的連接 的調(diào)用 和釋放 ，應(yīng)用程序 退出后連接池的關(guān)閉。 將以上 5 個(gè)部分串連起來，即是本連接池的簡單設(shè)計(jì)流程。首先應(yīng)用程序向連接池申請(qǐng)連接，就需要通過 DBConnectionPool 類、 DBConnectionManager類對(duì)連接池初始化，并且還需要 DataSourceProviderServlet 類的幫助讀取 文件中的屬性，加載和注冊(cè) JDBC 驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)庫名等，連接池才能初始化成功。之后通過 DBConnectionPool 類監(jiān)視、管理應(yīng)用程序調(diào)用、釋放的數(shù)據(jù)庫連接，并通過該類的 cp 對(duì)象將連接使用情況反映在 頁面上。連接池管理程序得到某 個(gè)連接，而其他線程就不會(huì)得到這個(gè)數(shù)據(jù)庫連接了，此線程使用結(jié)束后，該線程將連接交還給連接池管理程序，以分配給其他等待連接的請(qǐng)求線程。這里連接池充分利用 Java 的線程同步機(jī)理，使當(dāng)前服務(wù)線程處于等待 狀 態(tài)， 直至 有空 閑的 連接 出現(xiàn) 。 最 后 當(dāng)應(yīng) 用程 序退 出時(shí) ，通 過DBConnectionManager 類負(fù)責(zé)連接池的關(guān)閉。 連接池中的管理機(jī)制 應(yīng)用程序開發(fā)中“三分技術(shù)、七分管理”的思想在連接池的配置中同樣得以體現(xiàn)，如何從連接池中取得連接，何時(shí)釋放連接、如何釋放連接等問題還需要為連接池配置更為復(fù)雜的 管理機(jī)制，連接池流程的管理如下圖所示，這些屬性定義了連接池與其中每個(gè)連接的有效狀態(tài)值。連接池的自我管理，實(shí)際上就是通過定時(shí)的對(duì)每個(gè)連接的狀態(tài)、連接的數(shù)量進(jìn)行判斷而進(jìn)行相應(yīng)操作。 第 8 頁 共 22 頁 圖 4 連接池的管理 事務(wù)處理 前面討論的是關(guān)于使用數(shù)據(jù)庫連接進(jìn)行普通的數(shù)據(jù)庫訪問。對(duì)于事務(wù)處理，情況就變得比較復(fù)雜。因?yàn)槭聞?wù)本身要求原則性的保證，此時(shí)就要求對(duì)于數(shù)據(jù)庫的操作符合要么全部完成，要么什么都不做。如果簡單的采用上述的連接復(fù)用的策略，就會(huì)發(fā)生問題，因?yàn)闆]有辦法控制屬于同一個(gè)事務(wù)的多個(gè)數(shù)據(jù)庫操作方法的動(dòng)作，可能這些數(shù)據(jù)庫操作是在多個(gè)連接上進(jìn)行的，并且這些連接可能被其他非事務(wù)方法復(fù)用。 Connection 本身具有提供了對(duì)于事務(wù)的支持，可以通過設(shè)置 Connection 的 AutoCommit 屬性為 false，顯式的調(diào)用 mit 或rollback 方法來實(shí)現(xiàn)。但是要安全、高效的進(jìn)行連接復(fù)用，就必須提供相應(yīng)的事務(wù)支持機(jī)制。方法是：采用顯式的事務(wù)支撐方法，每一個(gè)事務(wù)獨(dú)占一個(gè)連接。這種方法可以大大降低對(duì)于事務(wù)處理的復(fù)雜性，并且又不會(huì)妨礙連接的復(fù)用。 定時(shí)觸發(fā) 單個(gè)連接狀態(tài)檢查完畢 否 結(jié)束退出 第 9 頁 共 22 頁 連接管理服務(wù)提供了顯式的事務(wù)開始、結(jié)束（ mit 或 rollback）聲明，以及一個(gè)事務(wù)注冊(cè)表，用于登記事務(wù)發(fā)起者和事務(wù)使用的連接的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過該表，使用事務(wù)的部分和連接管理部分就隔離開，因?yàn)樵摫硎窃谶\(yùn)行時(shí)根據(jù)實(shí)際的調(diào)用情況動(dòng)態(tài)生成的。事務(wù)使用的連接在該事務(wù)運(yùn)行中不能被復(fù)用。在實(shí)現(xiàn)中，用戶標(biāo)識(shí)是通過使用者所在的線程來標(biāo)識(shí)的。后面的所有對(duì)于數(shù)據(jù)庫的訪問都是通過查找該注冊(cè)表，使用已經(jīng)分配的連接來完成的。當(dāng)事務(wù)結(jié)束時(shí)，從注冊(cè)表中刪除相應(yīng)表項(xiàng)。 封裝 從上面的論述可以看出，普通的數(shù)據(jù)庫方法和事務(wù)方法對(duì)于連接的使用（分配、釋放）是不同的，為了便于使用，對(duì)外提供一致的操 作接口，對(duì)連接進(jìn)行了封裝：普通連接和事務(wù)連接，并利用了 Java 中的強(qiáng)大的面向?qū)ο筇匦裕憾鄳B(tài)。普通連接和事務(wù)連接均實(shí)現(xiàn)了一個(gè) DBConnection 接口，對(duì)于接口中定義的方法，分別根據(jù)自己的特點(diǎn)作了不同的實(shí)現(xiàn)，這樣在對(duì)于連接的處理上就非常的一致了。 并發(fā) 為了使連接管理服務(wù)有更大的通用性，我們必須要考慮到多線程環(huán)境，即并發(fā)問題。在一個(gè)多線程的環(huán)境下，必須要保證連接管理自身數(shù)據(jù)的一致性和連接內(nèi)部數(shù)據(jù)的一致性，在這方面 Java 提供很好的支持（ synchronized 關(guān)鍵字），這樣就很容易使連接管理成為線程安全的。 對(duì)于并發(fā)訪問， 所有的當(dāng)前請(qǐng)求都將被連接池管理程序按順序鎖定。對(duì)請(qǐng)求線程的鎖定是通過應(yīng)用程序代碼進(jìn)行的，且請(qǐng)求數(shù)量可以很大，不必?fù)?dān)心超出緩沖容量限制。一旦將連接交還給連接池，該連接將由連接池管理程序分配給其他鎖定的請(qǐng)求。當(dāng)有很多數(shù)據(jù)庫請(qǐng)求并超出了連接池中連接的數(shù)目時(shí)，只有先發(fā)出數(shù)據(jù)庫請(qǐng)求的線程獲得連接來訪問數(shù)據(jù)庫，其他連接暫時(shí)處于等待的鎖定狀態(tài)，當(dāng)線程完成數(shù)據(jù)庫操作并釋放連接后，被釋放的連接將按順序由其他線程獲得，這樣就可以大大節(jié)省服務(wù)器的資源。 連接池的關(guān)閉 很多的連接池都要求用戶通過其規(guī)定的方法獲取數(shù)據(jù) 庫的連接，這一點(diǎn)我們可以理解，畢竟目前所有的應(yīng)用服務(wù)器取數(shù)據(jù)庫連接的方式都是這種方式實(shí)現(xiàn)的。但是另外一個(gè)共同的問題是，它們同時(shí)不允許使用者顯式的調(diào)用()方法，而需要用其規(guī)定的一個(gè)方法來關(guān)閉連接。這種做法有兩個(gè)缺點(diǎn)： 第 10 頁 共 22 頁 第一：改變了用戶使用習(xí)慣，增加了用戶的使用難度。使用者在用完數(shù)據(jù)庫連接后通常是直接調(diào)用連接的 close 方法 來釋放數(shù)據(jù)庫資源 。 第二：使連接池?zé)o法對(duì)之中的所有連接進(jìn)行獨(dú)占控制。由于連接池不允許用戶直接調(diào)用連接的 close 方法，一旦使用者在使用的過程中由于習(xí)慣問題直接關(guān)閉了數(shù)據(jù)庫連接，那么連接池將無法正常維護(hù)所有連接的狀態(tài) 。 4 具體的設(shè)計(jì)流程和實(shí)現(xiàn) 連接池的建立 應(yīng)用程序中建立的連接池其實(shí)是一個(gè)靜態(tài)的。所謂靜態(tài)連接池是指連接池中的連接在系統(tǒng)初始化時(shí)就已分配好，且不能隨意關(guān)閉連接。 Java 中提供了很多容器類可以方便的構(gòu)建連接池，如： Vector、 Stack、 Servlet、 Bean 等，通過讀取連接屬性文件 與數(shù)據(jù)庫實(shí)例建立連接。 (該屬性文件中包含了連接數(shù)據(jù)庫的 URL、數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)庫表空間、數(shù)據(jù)庫表空間密碼、連接池最大連接數(shù) )在系統(tǒng)初 始化時(shí)，根據(jù)相應(yīng)的配置創(chuàng)建連接并放置在連接池中，這些對(duì)象作為系統(tǒng)可分配的自由連接，以后所使用的連接都是從連接池中獲得，這樣就避免了隨意建立連接，關(guān)閉連接所帶來的資源浪費(fèi)。 連接池初始化如下： public DBConnectionPool(Vector connections) { FreeConnections = new Vector()。 nowConnections = new Vector()。 freeConnections = connections。 maxConnections = ()。 } 本連接池的建立使用輸入流，通過上下文環(huán)境，讀取配置文件（ ）里預(yù)先設(shè)置的參數(shù)，部分代碼如下： public void contextInitialized(ServletContextEvent event) { Properties ps = new Properties()。 Vector connections = new Vector()。 ServletContext context = ()。 try { //使用輸入流，讀取配置文件里的各種參數(shù) InputStream input = 第 11 頁 共 22 頁 getClass().getResourceAsStream(/)。 (input)。 ()。 url = (String) (url)。 user = (String) (user)。 passWord = (String) (passWord)。 DriverName = (String) (DriverName)。 maxConnections=(((String) (maxConnections)).trim(), 10)。 (user)。 //循環(huán)加入取得的連接到 Vector 中 for (int i = 0。 i maxConnections。 i++) { //調(diào)用下面的方法，取得數(shù)據(jù)庫連接，并放入到 Vector中 (getConnection(url,user,passWord,DriverName))。 } } catch (Exception e) { ()。 } //放到服務(wù)器的上下文環(huán)境中 (CONNECTOR,new DBConnectionPool(connections))。 } 連接池初始化參數(shù)通過頁面設(shè)置寫入 文件中，如下圖所示： 第 12 頁 共 22 頁 圖 5 初始化連接池設(shè)置 連接池的管理 連接池管理策略是連接池機(jī)制的核心。當(dāng) 連接池建立后，如何對(duì)連接池中的連接進(jìn)行管理，解決好連接池內(nèi)連接的分配和釋放，對(duì)系統(tǒng)的性能有很大的影響。連接的合理分配、釋放可提高連接的復(fù)用，降低了系統(tǒng)建立新連接的開銷，同時(shí)也加速了用戶的訪問速度。下面介紹連接池中連接的分配、釋放策略。 連接池的分配、釋放策略對(duì)于有效復(fù)用連接非常重要。就一般情況而言，當(dāng)客戶釋放數(shù)據(jù)庫連接時(shí)，先判斷該連接的引用次數(shù)是否超過了規(guī)定值，如果超過就刪除該連接，并判斷當(dāng)前連接池內(nèi)總的連接數(shù)是否小于 minConn（最小連接數(shù)），若小于就將連接池充滿；如果沒超過就將該連接標(biāo)記為開放狀態(tài)，可供再次復(fù)用?？梢钥闯稣沁@套策略保證了數(shù)據(jù)庫連接的有效復(fù)用，避免頻繁地建立、釋放連接所帶來的系統(tǒng)資源開銷。我們采用的方法是一個(gè)很有名的設(shè)計(jì)模式： Reference Counting（引用記數(shù)）。該模式在復(fù)用資源方面應(yīng)用的非常廣泛，把該方法運(yùn)用到對(duì)于連接的分配釋放上，為每一個(gè)數(shù)據(jù)庫連接，保留一個(gè)引用記數(shù)，用來記錄該連接的使用者的個(gè)數(shù)。具體的實(shí)現(xiàn)方法是： public synchronized Connection getConnection(int TimeOut) { Connection con = null。 if (() = 0) { (連接失敗，由于數(shù)據(jù)庫 連接 池中無可用 連接 ！請(qǐng)等待 !)。 try { new DBConnectionManager().closeAll()。 } 第 13 頁 共 22 頁 catch (Exception ex) {