数据库连接池，实现及分析

墨蓝 2022-02-19 09:17 357阅读 0赞

在我们日常对数据库操作时存在一个问题，要为每次数据操作请求建立一个数据库连接。而每次建立连接都需要花费很多开销，如加载驱动类、注册驱动、获取连接，这样如果在短时间内连接多次，就  
会耗费多余的时间(加载驱动+注册驱动)\*n次；  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTE0NjM3OTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
那么就有了数据库连接池这种解决方案：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTE0NjM3OTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
这样就节省了很多时间。而关闭数据连接与上面是一样的，就不再画了。下面是用java实现数据库连接池并分析两种方式的时间消耗：

首先是DBconnectPool.java，相当于把业务都抽象出来

package Pool;
    import java.util.*;
    import java.sql.*;
    
    /**
     * 项目名: CSDN 包名: Pool 文件名: DBconnectPool.java 创建时间: 2019年4月14日
     * 
     * @author: xiatom 描述:建立数据连接池
     * 
     *
     **/
    public class DBconnectPool {
    	// 可用数据库连接，也就是数据连接池，因为要线程安全所以使用Vector
    	private Vector<Connection> freeConnection = new Vector<>();
    	
    	private int maxConn;// 最大连接数
    	private int normalConn;// 保持连接数
    	private String pass;
    	private String user;
    	private String url;
    	private int numActive = 0;// 当前活动连接数
    	private static int num = 0;// 当前空闲连接数
    
    	public DBconnectPool(String url, String user, String pass, int maxConn, int normalConn) {
    		this.user = user;
    		this.url = url;
    		this.pass = pass;
    		this.maxConn = maxConn;
    		this.normalConn = normalConn;
    		for (int i = 0; i < normalConn; i++) {
    			Connection con = newConnection();
    			if (con != null) {
    				freeConnection.addElement(con);
    				num++;
    			}
    		}
    
    	}
    
    	//新建连接，也就是第二张图的小格子。省去每次加载注册驱动时间
    	private Connection newConnection() {
    		Connection con = null;
    		try {
    			if (user == null)
    				con = DriverManager.getConnection(url);
    			else
    				con = DriverManager.getConnection(url, user, pass);
    			System.out.println("新建一个数据库链接");
    		} catch (SQLException e) {
    			System.out.println("新建数据库链接失败,错误：" + e);
    			return null;
    		}
    		return con;
    	}
    
    	//获取当前空闲连接
    	public int getNum() {
    		return num;
    	}
    	
    	//获取当前使用连接
    	public int getNumActive() {
    		return numActive;
    	}
    
    	public synchronized Connection getConnection() {
    		Connection con = null;
    		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "开始获取数据库链接");
    		if (freeConnection.size() > 0) {
    			num--;
    			con = freeConnection.elementAt(0);
    			freeConnection.removeElementAt(0);
    			// 未考虑在数据池中已关闭的连接，若考虑需要自己加
    		} else if (maxConn == 0 || normalConn < maxConn) {
    			con = newConnection();
    		}
    		if (con != null)
    			System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取到一个数据库链接");
    		else
    			System.out.println("得到空的数据库连接");
    		numActive++;
    		return con;
    	}
    
    	public synchronized void freeConnection(Connection con) {
    		freeConnection.addElement(con);
    		num++;
    		numActive--;
    		notifyAll();
    	}
    
    	//关闭所有的连接
    	public synchronized void release() {
    		for (Connection con : freeConnection) {
    			try {
    				con.close();
    				num--;
    				System.out.println("关闭一个数据库链接");
    			} catch (SQLException e) {
    				System.out.println("释放数据链接池失败");
    			}
    		}
    		if (num == 0)
    			System.out.println("释放所有链接");
    		freeConnection.removeAllElements();
    		numActive = 0;
    	}
    }

下面是Pool.java，实现数据库连接池：

package Pool;
    
    import java.sql.Connection;
    import java.sql.Driver;
    import java.sql.DriverManager;
    import java.sql.SQLException;
    
    /**
     * 项目名: CSDN 包名: Pool 文件名: Pool.java 创建时间: 2019年4月15日
     * 
     * @author: xiatom 描述:
     * 
     *
     **/
    
    public class Pool {
    	private static Pool instance = null;
    	private int maxConn = 100;
    	private int normalConn = 10;
    	private String password = "1023";
    	private String user = "root";
    	private String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
    	private String driverName = "com.mysql.jdbc.Driver";
    	DBconnectPool dbpool = null;
    	Driver dbDriver = null;
    
    	private Pool() {
    		loadDriver(driverName);
    		createPool();
    	}
    
    	private void createPool() {
    		dbpool = new DBconnectPool(url, user, password, maxConn, normalConn);
    	}
    
    	private void loadDriver(String driver) {
    		try {
    			dbDriver = (Driver) Class.forName(driver).newInstance();
    			// DriverManager.registerDriver(dbDriver);
    			System.out.println("注册驱动类" + driver + "成功");
    
    		} catch (Exception e) {
    			System.out.println("无法注册驱动类" + driver + " 错误：" + e);
    		}
    	}
    
    	public void freeCon(Connection con) {
    		if (con != null) {
    			dbpool.freeConnection(con);
    			System.out.println("释放成功");
    		} else
    			System.out.println("传递的是一个空连接");
    	}
    
    	public static Pool getInstance() {
    		if (instance == null)
    			instance = new Pool();
    		return instance;
    	}
    
    	public Connection getCon() {
    		return dbpool.getConnection();
    	}
    
    	public int getNum() {
    		return dbpool.getNum();
    	}
    
    	public int getNumActive() {
    		return dbpool.getNumActive();
    	}
    
    	public synchronized void release() {
    		dbpool.release();
    		try {
    			DriverManager.registerDriver(dbDriver);
    			System.out.println("撤销驱动成功");
    		} catch (SQLException e) {
    			System.out.println("撤销驱动失败");
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }

**上面synchronized关键字是为了保证线程安全加的锁**  
如果没有锁：举个例子DBconnectPool类的getConnection方法

num--;
    			con = freeConnection.elementAt(0);
    如果不加锁，则有两个线程获取连接时，都执行到上面那一步，
    那么他们获取的是同一个连接，因为这时freeConnection并没有发生改变，
    首元素是一样的。然后他们在都执行下面这句
    			freeConnection.removeElementAt(0);
    就会导致两个线程用的同一个连接，然后连接池丢失了一个链接

下面是依照此方法，建立10个数据连接耗费的时间

package Pool;
    
    import java.sql.Connection;
    import java.sql.ResultSet;
    import java.sql.SQLException;
    import java.sql.Statement;
    
    /**
    * 项目名:		CSDN
    * 包名:		Pool
    * 文件名:		MutiThreadTest.java
    * 创建时间:	2019年4月15日
    * 
    * @author:	xiatom
    * 描述:		
    * 
    *
    **/
    public class ThreadTest implements Runnable{
    
    	static Pool pool = null;
    	
    	public void test() {
    		
    	}
    	
    	@Override
    	public void run() {
    		Connection con = pool.getCon();
    		System.out.println("剩余"+pool.getNum()+"个可用连接");
    	}
    	
    	public static void main(String[] args) {
    		pool = Pool.getInstance();
    		ThreadTest tt = new ThreadTest();
    		Thread t[] = new Thread[10];
    		long start = System.currentTimeMillis();
    		for(int i=0;i<10;i++) {
    			new Thread(tt,"Thread-"+(i+1)).start();
    		}
    		while(pool.getNum()!=0) {
    		}	
    		try {
    			Thread.sleep(1);
    		} catch (InterruptedException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    		System.out.println("使用时间："+(System.currentTimeMillis()-start));
    	}
    }

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTE0NjM3OTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
![在这里插入图片描述][20190416111723525.png]  
由于我为了等所有线程结束所以多用了1毫秒去等待，所以实际使用时间为3毫秒左右。

下面是常规方法，建立数据连接：

import java.sql.*;
    public class Connect {
    	private Connection connection;
    	Connect() {
    		try {
    			Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
    			String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
    			this.connection = DriverManager.getConnection(url,"root","1023");
    		} 
    		catch (ClassNotFoundException | SQLException e) {
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    	public Connection getCon() {
    		return this.connection;
    	}
    }

测试类

import java.sql.*;
    public class Main {
    	public static void main(String[] args) throws SQLException {
    		long start = System.currentTimeMillis();
    		for(int i=0;i<10;i++) {
    			new Connect().getCon();
    		}
    		long end = System.currentTimeMillis()-start;
    		System.out.println("消耗时间:"+end);
    	}
    }

![在这里插入图片描述][20190416112355549.png]  
差距就很明显了。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTE0NjM3OTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220219/4ccca1e2d90f4b51b523e50e278bac26.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTE0NjM3OTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20220219/d334334ef981435994b15d1448221fbc.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTE0NjM3OTQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20220219/044fd5a18bf94ffda87d85458805c7dc.png
[20190416111723525.png]: /images/20220219/0ae6bcfb0e134ffaac9ce43525851539.png
[20190416112355549.png]: /images/20220219/11677ed5df014c8382675d03b07e0951.png