這次我們采取技術演進的方式來談談資料庫連接配接池的技術出現過程及其原理，以及當下最流行的開源資料庫連接配接池jar包。
一.早期我們怎麼進行資料庫操作
1.原理：
一般來說，java應用程式通路資料庫的過程是：
①裝載資料庫驅動程式；
②通過jdbc建立資料庫連接配接；
③通路資料庫，執行sql語句；
④斷開資料庫連接配接。
2.代碼 ：
// 查詢所有使用者
Public void FindAllUsers(){
//1、裝載sqlserver驅動對象
DriverManager.registerDriver(new SQLServerDriver());
//2、通過JDBC建立資料庫連接配接
Connection con =DriverManager.getConnection("jdbc:sqlserver://192.168.2.6:1433;DatabaseName=customer", "sa", "123");
//3、建立狀态
Statement state =con.createStatement();
//4、查詢資料庫并傳回結果
ResultSet result =state.executeQuery("select * from users");
//5、輸出查詢結果
while(result.next()){
System.out.println(result.getString("email"));
}
//6、斷開資料庫連接配接
result.close();
state.close();
con.close();
}
3.分析
程式開發過程中，存在很多問題：首先，每一次web請求都要建立一次資料庫連接配接。建立連接配接是一個費時的活動，每次都得花費0.05s～1s的時間，而且系統還要配置設定記憶體資源。這個時間對于一次或幾次資料庫操作，或許感覺不出系統有多大的開銷。可是對于現在的web應用，尤其是大型電子商務網站，同時有幾百人甚至幾千人線上是很正常的事。在這種情況下，頻繁的進行資料庫連接配接操作勢必占用很多的系統資源，網站的響應速度必定下降，嚴重的甚至會造成伺服器的崩潰。不是危言聳聽，這就是制約某些電子商務網站發展的技術瓶頸問題。其次，對于每一次資料庫連接配接，使用完後都得斷開。否則，如果程式出現異常而未能關閉，将會導緻資料庫系統中的記憶體洩漏，最終将不得不重新開機資料庫。還有，這種開發不能控制被建立的連接配接對象數，系統資源會被毫無顧及的配置設定出去，如連接配接過多，也可能導緻記憶體洩漏，伺服器崩潰。
上述的使用者查詢案例，如果同時有1000人通路，就會不斷的有資料庫連接配接、斷開操作：
通過上面的分析，我們可以看出來，“資料庫連接配接”是一種稀缺的資源，為了保障網站的正常使用，應該對其進行妥善管理。其實我們查詢完資料庫後，如果不關閉連接配接，而是暫時存放起來，當别人使用時，把這個連接配接給他們使用。就避免了一次建立資料庫連接配接和斷開的操作時間消耗。原理如下：
二. 技術演進出來的資料庫連接配接池
由上面的分析可以看出，問題的根源就在于對資料庫連接配接資源的低效管理。我們知道，對于共享資源，有一個很著名的設計模式：資源池（resource pool）。該模式正是為了解決資源的頻繁配置設定﹑釋放所造成的問題。為解決上述問題，可以采用資料庫連接配接池技術。資料庫連接配接池的基本思想就是為資料庫連接配接建立一個“緩沖池”。預先在緩沖池中放入一定數量的連接配接，當需要建立資料庫連接配接時，隻需從“緩沖池”中取出一個，使用完畢之後再放回去。我們可以通過設定連接配接池最大連接配接數來防止系統無盡的與資料庫連接配接。更為重要的是我們可以通過連接配接池的管理機制監視資料庫的連接配接的數量﹑使用情況，為系統開發﹑測試及性能調整提供依據。
我們自己嘗試開發一個連接配接池，來為上面的查詢業務提供資料庫連接配接服務：
① 編寫class 實作DataSource 接口
② 在class構造器一次性建立10個連接配接，将連接配接儲存LinkedList中
③ 實作getConnection 從 LinkedList中傳回一個連接配接
④ 提供将連接配接放回連接配接池中方法
1、連接配接池代碼
public class MyDataSource implements DataSource {
//連結清單 --- 實作棧結構
privateLinkedList<Connection> dataSources = new LinkedList<Connection>();
//初始化連接配接數量
publicMyDataSource() {
//一次性建立10個連接配接
for(int i = 0; i < 10; i++) {
try {
//1、裝載sqlserver驅動對象
DriverManager.registerDriver(new SQLServerDriver());
//2、通過JDBC建立資料庫連接配接
Connection con =DriverManager.getConnection(
"jdbc:sqlserver://192.168.2.6:1433;DatabaseName=customer", "sa", "123");
//3、将連接配接加入連接配接池中
dataSources.add(con);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
@Override
publicConnection getConnection() throws SQLException {
//取出連接配接池中一個連接配接
finalConnection conn = dataSources.removeFirst(); // 删除第一個連接配接傳回
returnconn;
}
//将連接配接放回連接配接池
publicvoid releaseConnection(Connection conn) {
dataSources.add(conn);
}
}
2、使用連接配接池重構我們的使用者查詢函數
//查詢所有使用者
Public void FindAllUsers(){
//1、使用連接配接池建立資料庫連接配接
MyDataSource dataSource = new MyDataSource();
Connection conn =dataSource.getConnection();
//2、建立狀态
Statement state =con.createStatement();
//3、查詢資料庫并傳回結果
ResultSet result =state.executeQuery("select * from users");
//4、輸出查詢結果
while(result.next()){
System.out.println(result.getString("email"));
}
//5、斷開資料庫連接配接
result.close();
state.close();
//6、歸還資料庫連接配接給連接配接池
dataSource.releaseConnection(conn);
}
這就是資料庫連接配接池的原理，它大大提供了資料庫連接配接的使用率，減小了記憶體吞吐的開銷。我們在開發過程中，就不需要再關心資料庫連接配接的問題，自然有資料庫連接配接池幫助我們處理，這回放心了吧。但連接配接池需要考慮的問題不僅僅如此，下面我們就看看還有哪些問題需要考慮。
三.連接配接池還要考慮更多的問題
1、并發問題
為了使連接配接管理服務具有最大的通用性，必須考慮多線程環境，即并發問題。這個問題相對比較好解決，因為java語言自身提供了對并發管理的支援，使用synchronized關鍵字即可確定線程是同步的。使用方法為直接在類方法前面加上synchronized關鍵字，如：
publicsynchronized connection getconnection（）
2、多資料庫伺服器和多使用者
對于大型的企業級應用，常常需要同時連接配接不同的資料庫（如連接配接oracle和sybase）。如何連接配接不同的資料庫呢？我們采用的政策是：設計一個符合單例模式的連接配接池管理類，在連接配接池管理類的唯一執行個體被建立時讀取一個資源檔案，其中資源檔案中存放着多個資料庫的url位址等資訊。根據資源檔案提供的資訊，建立多個連接配接池類的執行個體，每一個執行個體都是一個特定資料庫的連接配接池。連接配接池管理類執行個體為每個連接配接池執行個體取一個名字，通過不同的名字來管理不同的連接配接池。
對于同一個資料庫有多個使用者使用不同的名稱和密碼通路的情況，也可以通過資源檔案處理，即在資源檔案中設定多個具有相同url位址，但具有不同使用者名和密碼的資料庫連接配接資訊。
3、事務處理
我們知道，事務具有原子性，此時要求對資料庫的操作符合“all-all-nothing”原則即對于一組sql語句要麼全做，要麼全不做。
在java語言中，connection類本身提供了對事務的支援，可以通過設定connection的autocommit屬性為false 然後顯式的調用commit或rollback方法來實作。但要高效的進行connection複用，就必須提供相應的事務支援機制。可采用每一個事務獨占一個連接配接來實作，這種方法可以大大降低事務管理的複雜性。
4、連接配接池的配置設定與釋放
連接配接池的配置設定與釋放，對系統的性能有很大的影響。合理的配置設定與釋放，可以提高連接配接的複用度，進而降低建立新連接配接的開銷，同時還可以加快使用者的通路速度。
對于連接配接的管理可使用空閑池。即把已經建立但尚未配置設定出去的連接配接按建立時間存放到一個空閑池中。每當使用者請求一個連接配接時，系統首先檢查空閑池内有沒有空閑連接配接。如果有就把建立時間最長（通過容器的順序存放實作）的那個連接配接配置設定給他（實際是先做連接配接是否有效的判斷，如果可用就配置設定給使用者，如不可用就把這個連接配接從空閑池删掉，重新檢測空閑池是否還有連接配接）；如果沒有則檢查目前所開連接配接池是否達到連接配接池所允許的最大連接配接數（maxconn）如果沒有達到，就建立一個連接配接，如果已經達到，就等待一定的時間（timeout）。如果在等待的時間内有連接配接被釋放出來就可以把這個連接配接配置設定給等待的使用者，如果等待時間超過預定時間timeout 則傳回空值（null）。系統對已經配置設定出去正在使用的連接配接隻做計數，當使用完後再返還給空閑池。對于空閑連接配接的狀态，可開辟專門的線程定時檢測，這樣會花費一定的系統開銷，但可以保證較快的響應速度。也可采取不開辟專門線程，隻是在配置設定前檢測的方法。
5、連接配接池的配置與維護
連接配接池中到底應該放置多少連接配接，才能使系統的性能最佳？系統可采取設定最小連接配接數（minconn）和最大連接配接數（maxconn）來控制連接配接池中的連接配接。最小連接配接數是系統啟動時連接配接池所建立的連接配接數。如果建立過多，則系統啟動就慢，但建立後系統的響應速度會很快；如果建立過少，則系統啟動的很快，響應起來卻慢。這樣，可以在開發時，設定較小的最小連接配接數，開發起來會快，而在系統實際使用時設定較大的，因為這樣對通路客戶來說速度會快些。最大連接配接數是連接配接池中允許連接配接的最大數目，具體設定多少，要看系統的通路量，可通過反複測試，找到最佳點。
如何確定連接配接池中的最小連接配接數呢？有動态和靜态兩種政策。動态即每隔一定時間就對連接配接池進行檢測，如果發現連接配接數量小于最小連接配接數，則補充相應數量的新連接配接以保證連接配接池的正常運轉。靜态是發現空閑連接配接不夠時再去檢查。
四.實際開發中有成熟的開源連接配接池供我們使用
了解了連接配接池的原理就可以了，沒有必要什麼都從頭寫一遍，那樣會花費很多時間，并且性能及穩定性也不一定滿足要求。事實上，已經存在很多流行的性能優良的第三方資料庫連接配接池jar包供我們使用。如：
1.Apache commons-dbcp 連接配接池
下載下傳：http://commons.apache.org/proper/commons-dbcp/
2.c3p0 資料庫連接配接池
下載下傳：http://sourceforge.net/projects/c3p0/
五、總結：
與資料庫建立連結（與資料庫建立通信）需要消耗大量的計算機資源，而且一個資料庫的支援的連接配接數是有上限的，是以資料庫連結一種寶貴的資源。
資料庫連接配接池技術目的就是為了提高資料庫連結的使用率，減少計算機資源的開銷。
實作原理：
采用資源池設計模式模式，為資料庫連接配接建立一個“緩沖池”。
預先在緩沖池中放入一定數量的連接配接，當需要建立資料庫連接配接時，隻需從“緩沖池”中取出一個，使用完畢之後再放回去。可以配置最小連結數量，也可以配置最大資料庫連結數量，達到最高效利用資料庫連結的目的。