源码分析
C3P0是一个功能强大的数据库连接池库，但是它的源码确实令人望而生畏。没有注释和奇特的代码格式使得阅读起来非常困难。因此，当我刚开始接触C3P0时，我并没有深入研究它的源码，因为我觉得这是一项艰巨的任务。
然而，现在我决定再次仔细阅读C3P0的源码，尽管需要花费相当多的时间。在这次源码分析中，我将重点关注类与类之间的关系以及一些重要功能的实现，而不像以前那样一步步地进行探索。
此外，C3P0广泛使用了监听器和多线程技术，它们是Java开发中的常见功能，因此本文不会深入探讨其原理。如果你对这些内容感兴趣，我建议你进一步学习，因为在实际项目中你也可能会用到它们。
通过这次源码分析，我希望能够更好地理解C3P0的内部工作原理，提升对连接池的理解，并且能够更好地使用和调优C3P0来满足实际项目的需求。
创建数据源对象
我们使用c3p0时，一般会以ComboPooledDataSource这个类为入口，那么就从这个类展开吧。首先，看下ComboPooledDataSource的UML图。(图片来源于网络)
下面重点说下几个类的作用：
| 类名 | 描述 |
| DataSource | 用于创建原生的Connection |
| ConnectionPoolDataSource | 用于创建PooledConnection |
| PooledDataSource | 用于支持对c3p0连接池中连接数量和状态等的监控 |
| IdentityTokenized | 用于支持注册功能。每个DataSource实例都有一个identityToken，用于在C3P0Registry中注册 |
| PoolBackedDataSourceBase | 实现了IdentityTokenized接口，还持有PropertyChangeSupport和VetoableChangeSupport对象，并提供了添加和移除监听器的方法 |
| AbstractPoolBackedDataSource | 实现了PooledDataSource和DataSource |
| AbstractComboPooledDataSource | 提供了数据源参数配置的setter/getter方法 |
| DriverManagerDataSource | DataSource实现类，用于创建原生的Connection |
| WrapperConnectionPoolDataSource | ConnectionPoolDataSource实现类，用于创建PooledConnection |
| C3P0PooledConnectionPoolManager | 连接池管理器，非常重要。用于创建连接池，并持有连接池的Map（根据账号密码匹配连接池）。 |
new一个ComboPooledDataSource对象时，主要做了几件事：
- 获得this的identityToken，并注册到C3P0Registry
- 添加监听配置参数改变的Listenner
- 创建DriverManagerDataSource和WrapperConnectionPoolDataSource对象
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获得this的identityToken，并注册到C3P0Registry
在C3P0中，身份令牌是为了区分不同的连接池而引入的。每个连接池都有一个唯一的身份令牌，用于标识该连接池。通过身份令牌，C3P0能够准确地定位和管理连接池。
allocateIdentityToken方法的作用是分配一个新的身份令牌。它确保每个连接池都具有唯一的身份令牌，以避免冲突和混淆。
在该方法的实现中，C3P0使用了一种基于计数器的算法来生成身份令牌。每次调用allocateIdentityToken方法时，计数器会递增，并将递增后的值作为新的身份令牌。这样可以确保每个连接池都有一个不同的身份令牌。
通过分配唯一的身份令牌，C3P0能够正确地管理多个连接池，并确保它们之间的隔离性和准确性。
allocateIdentityToken
接下来，再来看下注册过程，调用的是C3P0Registry的incorporate方法。
incorporate
注册数据源的过程相对简单易懂，但有一个奇怪的地方在于，通常在注册过程中，我们会期望有一种方法可以通过唯一标识去查找数据源对象。然而，在C3P0中，即使我们知道了某个数据源的身份令牌（identity token），仍然无法直接获取对应的数据源对象，因为C3P0Registry并没有提供相关的方法。
后来我发现，我们既不能也不应该通过身份令牌来查找数据源，而是应该使用数据源的名称（dataSourceName）进行查找。幸运的是，C3P0Registry提供了这样的方法。因此，为了在程序的任何位置都能够获取到数据源对象，我们应该在创建数据源时就设置好它的数据源名称。
通过使用数据源名称作为唯一标识，我们可以在需要的时候通过C3P0Registry来获取数据源对象。这种方式更加直观和方便，使得我们能够轻松地管理和访问多个数据源。
pooledDataSourceByName
创建DriverManagerDataSource
UML
创建DriverManagerDataSource实例主要做了三件事：
1. 获得this的identityToken，并注册到C3P0Registry
2. 添加监听配置参数改变的Listenner(当driverClass属性更改时触发事件)
3. 读取配置文件，初始化默认的user和password
创建DriverManagerDataSource
创建WrapperConnectionPoolDataSource
创建WrapperConnectionPoolDataSource，主要做了以下三件件事:
1. 获得this的identityToken，并注册到C3P0Registry
2. 添加监听配置参数改变的Listenner(当connectionTesterClassName属性更改时实例化ConnectionTester，当userOverridesAsString更改时重新解析字符串)
3. 解析userOverridesAsString
以上基本将ComboPooledDataSource的内容讲完，下面介绍连接池的创建。
创建连接池对象
创建连接池的过程可以概括为四个步骤：
- 创建C3P0PooledConnectionPoolManager对象，开启另一个线程来初始化timer、taskRunner、deferredStatementDestroyer、rpfact和authsToPools等属性
- 创建默认账号密码对应的C3P0PooledConnectionPool对象，并创建PooledConnectionResourcePoolManager对象
- 创建BasicResourcePool对象，创建initialPoolSize对应的初始连接，开启检查连接是否过期、以及检查空闲连接有效性的定时任务
当我们完成数据源的创建后，并没有立即创建连接池。实际上，只有在我们调用getConnection方法时，连接池才会被触发创建。这是因为AbstractPoolBackedDataSource类实现了DataSource接口，其中包含了连接池的创建和管理逻辑。
AbstractPoolBackedDataSource作为连接池数据源的抽象实现，提供了一种统一的方式来管理连接池和数据源的关系。它将连接池的创建和初始化延迟到第一次请求连接时，这样可以避免不必要的资源浪费。
在调用getConnection方法时，AbstractPoolBackedDataSource会检查连接池是否已经创建，如果没有，则会触发连接池的创建过程。连接池的创建涉及到多个步骤，包括创建连接池对象、设置连接池的属性和参数、初始化连接数等。这些步骤保证了连接池在被使用之前处于正确的状态。
通过延迟创建连接池，我们能够在真正需要连接时才进行资源的分配和管理，避免了不必要的资源消耗。这种设计思想可以提高系统的性能和效率，同时也使得连接池的使用更加灵活和可控。
下面介绍下这几个类：
| 类名 | 描述 |
| C3P0PooledConnectionPoolManager | 连接池管理器。主要用于获取/创建连接池，它持有DbAuth-C3P0PooledConnectionPool键值对的Map |
| C3P0PooledConnectionPool | 连接池。主要用于检入和检出连接对象，实际调用的是其持有的BasicResourcePool对象 |
| BasicResourcePool | 资源池。主要用于检入和检出连接对象 |
| PooledConnectionResourcePoolManager | 资源管理器。主要用于创建新的连接对象，以及检入、检出或空闲时进行连接测试 |
创建连接对象
我总结下获取连接的过程，为以下几步：
- 从BasicResourcePool的空闲连接中获取，如果没有，会尝试去创建新的连接，当然，创建的过程也是异步的
- 开启缓存语句支持
- 判断连接是否正在被空闲资源检测线程使用，如果是，重新获取连接
- 校验连接是否过期
- 检出测试
- 判断连接原来的Statement是不是已经清除完，如果没有，重新获取连接
- 设置监听器后将连接返回给客户端
C3P0PooledConnectionPool.checkoutPooledConnection()
c3p0使用的是监听器的方式，当客户端调用close()方法时会触发监听器把连接checkin到连接池中。
C3P0PooledConnectionPool.checkoutAndMarkConnectionInUse()
用于从连接池中获取连接，并标记该连接为正在使用状态。
BasicResourcePool.checkoutResource(long)
在C3P0中负责从资源池中获取资源的关键方法。这个方法在连接池中起着重要的作用，用于分配可用的资源给应用程序。
以下是大致的checkoutResource(long)方法执行过程：
- 首先，方法会检查资源池的状态。如果资源池已关闭，则抛出异常，表示资源池不可用。
- 方法会尝试从空闲资源列表中获取一个可用的资源。空闲资源是指当前没有被分配给应用程序的资源。如果有可用的空闲资源，则将其从空闲资源列表中移除，并返回给应用程序。
- 如果没有可用的空闲资源，方法会判断当前已分配的资源数量是否达到资源池的最大容量限制。如果已达到最大容量限制，则进入等待状态，直到有资源可用为止。
- 如果还有可用的资源（未达到最大容量限制），则根据资源池的配置和策略，创建一个新的资源，并将其分配给应用程序使用。
- 分配资源后，方法会更新资源的状态，并进行必要的标记和记录，以确保资源的正确分配和跟踪。
BasicResourcePool.prelimCheckoutResource(long)
负责预检查和准备资源分配的重要方法。在资源池中分配资源之前，该方法会执行一些预检查和准备工作，以确保分配过程的正确性和可靠性。
以下是大致的prelimCheckoutResource(long)方法执行过程：
- 首先，方法会检查资源池的状态。如果资源池已关闭，则抛出异常，表示资源池不可用。
- 方法会判断是否需要在获取资源之前执行验证检查。这可以通过配置来决定，例如testConnectionOnCheckout选项。如果需要执行验证检查，会调用BasicResourcePool.checkedOutConnectionTest()方法对资源进行验证。
- 如果资源池中存在空闲资源，则直接返回一个空闲资源。这样可以避免创建新的资源对象，提高资源分配的效率。
- 如果没有空闲资源可用，则继续执行后续的资源分配逻辑。
- 方法会检查当前已分配的资源数量是否达到资源池的最大容量限制。如果已达到最大容量限制，则进入等待状态，直到有资源可用为止。
- 如果还有可用的资源（未达到最大容量限制），则根据资源池的配置和策略，创建一个新的资源，并将其标记为已分配状态。
- 分配资源后，方法会进行必要的标记和记录，以确保资源的正确分配和跟踪。
BasicResourcePool._recheckResizePool()
重新检查资源池的大小，并根据需要进行动态调整。
在C3P0中，资源池的大小可以根据配置进行自动调整，以适应应用程序的需求。这个自动调整的过程是通过监控资源池中的资源使用情况来实现的。当资源池的使用情况发生变化时，就会触发大小调整机制。
BasicResourcePool.expandPool(int)
用于扩展资源池的大小。当资源池中的资源不足以满足当前需求时，可以调用该方法来增加资源池的容量。方法的作用是向资源池中添加指定数量的新资源。它接受一个整数参数，表示要添加的资源数量。
它们的run方法中最终会去调用PooledConnectionResourcePoolManager的acquireResource方法。
PooledConnectionResourcePoolManager.acquireResource()
在该方法中，首先会获取连接池管理器（ResourcePoolManager）的锁，并检查连接池管理器是否已关闭，如果已关闭则抛出异常。
接下来，通过调用ResourcePoolManager#checkoutResource(long)方法来获取连接资源。这个方法是连接池管理器的核心方法，负责从连接池中获取可用的资源。
在获取连接资源之前，会检查连接池管理器的状态以及连接资源是否可用。如果连接资源不可用，会尝试通过ResourcePoolManager#_recheckResizePool()方法来重新检查并调整连接池的大小。
如果连接资源可用，就会标记该资源为已使用，并返回给调用方。
最后，释放连接池管理器的锁，并返回获取到的连接资源。
WrapperConnectionPoolDataSource.getPooledConnection(String, String, ConnectionCustomizer, String)
用于获取包装后的连接池连接。
该方法接收四个参数：
- user: 数据库用户名
- password: 数据库密码
- customizer: 连接定制器（可选）
- dataSourceName: 数据源名称（可选）
在方法内部，首先通过调用getPooledConnection(user, password)方法获取到原始的连接池连接（PooledConnection）。
然后，通过调用wrapConnection方法将原始连接包装为一个新的连接对象（WrapperConnection），并返回给调用方。
包装连接的过程可以应用一些定制逻辑，比如连接定制器可以在连接创建后对其进行自定义操作，例如设置连接属性、执行初始化查询等。最后，返回包装后的连接对象。
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