[八]数据库连接池与JDBC。纳尼？连接池关JDBC神马事？

Posted 2021-04-06 布衣码农

「布衣码农」设计模式将“只可意会，不可言传”转变为“不只意会，还可以言传～

DataSource是作为DriverManager的替代品而推出的，DataSource 对象是获取连接的首选方法。

起源

为何放弃DriverManager

DriverManager负责管理驱动程序，并且使用已注册的驱动程序进行连接。

//1、注册驱动Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");//数据库连接所需参数String user = "root";String password = "123456";String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/sampledb?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8";//2、获取连接对象Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);

使用DriverManager的一般形式如上面代码所示。

直接使用DriverManager的这种形式，通常需要将驱动程序硬编码到项目中（JDBC4.0后可以自动注册驱动程序）。

而且最重要的是DriverManager的getConnection方法获取的连接：

是建立与数据库的连接，是建立与数据库的连接，是建立与数据库的连接。

但是建立与数据库的连接是一项较耗资源的工作，频繁的进行数据库连接建立操作会产生较大的系统开销。

随着企业级应用复杂度的提升以及对性能要求的提高，这一点是难以接受的。

连接池

既然每次使用时都重新建立与数据库之间的连接，会产生较大的系统开销，是否可以事先创建一些连接备用？

当需要时，从这些连接中选择一个提供出去；

当连接使用完毕后，并不是真正的关闭，而是将这些数据状态还原，然后继续等待下一个人使用？

比如滑雪场会租赁雪具滑雪服等，如果你不是资深玩家，你没有必要浪费钱买，即使你不差钱，每次去滑雪场都不能轻装上阵，每次都要携带很多装备，也是一件麻烦事。

这种没必要的花费或者麻烦其实都是一种开销。

连接池的核心与租用的理念有类似的点，重复使用可以提高连接的利用率，减少开销（当然连接池的使用并不需要你花费一笔租金）

连接的持有是消耗空间的，但是现在绝大多数场景下，磁盘空间并没有那么金贵，我们更关心的是性能，所以空间换取时间，连接池的逻辑被广泛应用。

数据源

DriverManager只是建立与数据库之间的连接，如何才能将连接池的概念应用其中？

一种很自然的方式就是提供一个薄层的封装，建立一个中间层，这个中间层将DriverManager生成的连接，组织到连接池中，然后从池中提供连接。

 

Data Source就是DriverManager的一种替代角色，对外呈现就类似于一个DriverManager，拥有对外提供连接的能力。

直接使用DriverManager，驱动程序与管理器是“服务者---管理者”的形式，借助于管理者才能提供服务。

Data Source将驱动程序的概念淡化了，突出驱动程序能够提供的服务与能力，将驱动程序提供的服务与能力抽象为Data Source数据源这一角色。

DataSource中获取的连接来自于连接池中，而池中的连接根本也还是从DriverManager获取而来。

有了数据源这一中间层，就可以实现连接池和分布式事务的管理。

对外呈现DataSource就是类似于DriverManager的一个存在。

 

DataSource的形式是JNDI （Java Naming Directory Interface）

DataSource是JNDI资源的一种，那么到底什么是JNDI呢？

此处不过多解释，可以简单认为JNDI是类似这样一个东西：

一个哈希表，类型为<String，Object>

JNDI的两个最主要操作：

bind和lookup。bind操作负责往哈希表里存对象，lookup则根据这个键值字符串往外取对象。

开发人员可以使用键值——也就是一个字符串名称——来获取某个对象。

简言之就是可以给一个对象命名，然后可以通过名称找到这个对象。

数据源的概念在应用程序与数据库连接之间插入了一个中间层，进而可以实现连接池以及事务管理，并且以JNDI的形式，也能够以非常方便的形式使用。

 

实现

核心架构

关于数据源有以下几个核心的接口

CommonDataSource接口定义了：

DataSource、XADataSource 和 ConnectionPoolDataSource 之间公用的方法。

DataSource 是 官方定义的获取 connection 的接口；

ConnectionPoolDataSource 是官方定义的从 connection pool 中拿 connection 的接口；

XADataSource 是定义的用来获取分布式事务连接的接口；

也就是分为了三个方向，基本实现，连接池，事务

对于ConnectionPoolDataSource的使用方案应该是下面所示：

对于Connection Pool的实现，借助于ConnectionPoolDataSource，进而获取PooledConnection ，然后获取连接，这是一种标准做法。

但是有的时候 事情的发展或许并不一定如规划的那般发展，很多的工具类仅仅实现DataSource了，也一并实现连接池以及事务的能力。

接口就在那里，我直接实现一个强大的实现类，也没什么问题。

DataSource

这是一个工厂对象，用于提供到此 DataSource 对象所表示的物理数据源的连接。

作为 DriverManager 工具的替代项，DataSource 对象是获取连接的首选方法。

实现 DataSource 接口的对象通常在基于 JavaTM Naming and Directory Interface (JNDI) API 的命名服务中注册。

 

DataSource 接口由驱动程序供应商实现。共有三种类型的实现：

• 基本实现 - 生成标准的 Connection 对象

• 连接池实现 - 生成自动参与连接池的 Connection 对象。此实现与中间层连接池管理器一起使用。

• 分布式事务实现 - 生成一个 Connection 对象，该对象可用于分布式事务，大多数情况下总是参与连接池。此实现与中间层事务管理器一起使用，大多数情况下总是与连接池管理器一起使用。

 

DataSource 对象的属性在必要时可以修改。

例如

如果将数据源移动到另一个服务器，则可更改与服务器相关的属性。

其优点在于，由于可以更改数据源的属性，所以任何访问该数据源的代码都无需更改。

 

通过 DataSource 对象访问的驱动程序本身不会向 DriverManager 注册。

通过lookup操作获取 DataSource 对象，然后使用该对象创建 Connection 对象。

使用基本的实现，通过 DataSource 对象获取的连接与通过 DriverManager 设施获取的连接相同。

 

数据源的实现必须提供public的无参的构造函数。

API

DataSource只有两个方法（确切的说是一个方法的两个重载版本），用于建立与此 DataSource 对象所表示的数据源的连接。

Connection getConnection()Connection getConnection(String username, String password)

小结

DriverManager用于管理驱动程序并且提供数据库的直连，频繁的创建和消耗连接增加系统大量开销，并且将数据库连接直接暴露。

数据源的概念就是为了在应用程序和DriverManager创建的数据库直接连接之间插入一个中间层， 借助于中间层，应用程序与数据库的连接两者之间完成了解耦，也能够对数据库的真实连接进行隐藏；

一旦解耦，通过中间层间接调用，类似代理模式，就可以添加更多的服务---连接池以及分布式事务。

数据源相关接口有三个，但是很多是仅仅实现了DataSource接口。

而对于连接池本质就是一个容器，负责管理创建好的数据库连接。

连接池与数据源逻辑上是两回事，但是在实现层面的代码中DataSource的实现类往往都具有了连接池以及连接池管理方面的功能。

所以有些时候，DataSource到底是理解成数据源？

还是javax.sql.DataSource？

还是指的一个实现？

还是一个实现了数据库连接池的实现？

（经常一个实现了DataSource的并且提供了连接池功能的实现，会被叫做数据库连接池）

应用

Java作为一种广泛使用的开发语言，自然不需要我们自己实现DataSource，一些大厂已经帮我们实现了。

比如：DBCP ，C3P0 ，druid

下面的三张图展示了类继承结构，可以看得出来他们实现的接口

 

 

 

目前推荐使用ALI的Druid，http://druid.io/

maven中央仓库: http://central.maven.org/maven2/com/alibaba/druid/ 

Druid是一个开源项目，源码托管在github上，源代码仓库地址是 https://github.com/alibaba/druid。

Wiki首页：

https://github.com/alibaba/druid/wiki/%E5%B8%B8%E8%A7%81%E9%97%AE%E9%A2%98

与其他主流对比

https://github.com/alibaba/druid/wiki/%E5%90%84%E7%A7%8D%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%BA%93%E8%BF%9E%E6%8E%A5%E6%B1%A0%E5%AF%B9%E6%AF%94

数据库连接池示例

如下一个简单的演示

package jdbc;import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource;import com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource;import java.sql.Connection;import java.sql.ResultSet;import java.sql.Statement;import org.apache.commons.dbcp2.BasicDataSource;public class MyDataSource { public static void main(String[] args) throws Exception { String user = "root"; String password = "123456"; String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/sampledb?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8"; //1.获取连接 // Connection conn = getDHCPConnection(user,password,url); //Connection conn = getC3P0Connection(user,password,url); Connection conn = getDruidConnection(user, password, url); String sql = "select * from student limit 0,10"; //2、获得sql语句执行对象 Statement stmt = conn.createStatement(); //3、执行并保存结果集 ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql); //4、处理结果集 while (rs.next()) { System.out.print("id:" + rs.getInt(1)); System.out.print(",姓名:" + rs.getString(2)); System.out.print(",年龄:" + rs.getInt(3)); System.out.println(",性别:" + rs.getString(4)); } conn.close(); stmt.close(); rs.close();}public static Connection getDruidConnection(String user, String password, String url)throws Exception { DruidDataSource ds = new DruidDataSource(); ds.setUsername(user); ds.setPassword(password); ds.setUrl(url); ds.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver"); return ds.getConnection(); }public static Connection getC3P0Connection(String user, String password, String url)throws Exception { ComboPooledDataSource cpds = new ComboPooledDataSource(); cpds.setUser(user); cpds.setPassword(password); cpds.setJdbcUrl(url); cpds.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver"); return cpds.getConnection(); }public static Connection getDHCPConnection(String user, String password, String url)throws Exception { BasicDataSource dataSource = new BasicDataSource(); dataSource.setUsername(user); dataSource.setPassword(password); dataSource.setUrl(url); dataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver"); Connection connection = dataSource.getConnection(); return connection; }}

总结

数据源作为DriverManager的替代者，用于获取数据库连接，你应该总是使用DataSource。

DataSource是应用程序与数据库连接的一个抽象的中间层，是一个接口。

对于DataSource已经有了很多优秀的实现，其中较为突出的为Druid，建议使用，Druid不仅仅提供了连接池的功能还提供了其他比如监控等功能，非常强大。

对于数据源的应用，除了用户名密码url还有其他的一些属性信息，比如最大连接数，建立连接的最大等待时间等，不同的连接池略微有出入，可以查看手册。

对于DataSource的一些实现，经常被叫做数据库连接池，比如Druid官方文档中说“Druid是Java语言中最好的数据库连接池“，本质核心就是DataSource的一个实现类，作为中间层使用，并且基本上都提供了附带的其他的服务，也就是说不仅仅实现了核心建筑，也基于核心之上构建了很多的外围建设。

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注：非技术讲解配图均来源于网络

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