Tomcat的新一代连接池jdbc-pool及实现分析

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Tomcat的新一代连接池jdbc-pool及实现分析相关的知识,希望对你有一定的参考价值。


前面的文章,我们分析了Tomcat中的dbcp连接池的原理及实现。



其实,Tomcat官方还提供了另一种pool的实现,即jdbc-pool。


jdbc-pool的定位,是做为DBCP Pool的替代,或至少是另一个选择。

那我们为什么需要一个新的connection pool呢?

Tomcat官方文档是这个介绍的:

  1. DBCP 1.x是单线程的,为了保证线程安全,需要在对象的创建和返回时短时间的锁定整个池。

  2. 随着多线程并发的进行对象的获取和释放,性能反而会下降。在DBCP 2.x解决了这个问题

  3. DBCP 有60多个class, 而tomcat-jdbc-pool核心class只有8个。这样,只需要少量的修改就可以应对后续的需求

  4. Tomcat jdbc pool 的实现支持异步获取Connection, 而不需要增加额外的Thread

  5. 不会产生饥饿死锁。如果一个连接池是空的,并且有线程在等待连接,此时如果有连接返回,连接池会唤醒正确的线程。

此处,还增加了一些超过其它连接池的特性,例如:

  1. 支持高并发和多核心环境

  2. 动态的接口实现

  3. 支持自定义的interceptor,从而支持更多自定义的功能

更多的特性,请参见官方文档。

如何使用

看过我们上一篇文章的朋友,应该都了解DBCP 连接池在Tomcat中如何进行配置。想要从DBCP 切换到jdbc-pool,Tomcat官方也尽可能的提供了方便的方式,所有的属性配置基本都和DBCP一样,意义也一到。 所以,从DBCP到jdbc-pool,只需要配置factory属性,值设置为org.apache.tomcat.jdbc.pool.DataSourceFactory即可。

具体其内在的实现是什么样的呢?我们一起来看一下。

我们的数据仍采用和上一篇文章一样的配置,再增加Resourcefactory属性。

此时,我们会发现,在连接池的初始化时,会有下在的逻辑:

/**

     * Initialize the connection pool - called from the constructor

     * @param properties PoolProperties - properties used to initialize the pool with

     * @throws SQLException if initialization fails

     */

    protected void init(PoolConfiguration properties) throws SQLException {

        poolProperties = properties;

 

        //make sure the pool is properly configured

        checkPoolConfiguration(properties);

 

        //make space for 10 extra in case we flow over a bit

        busy = new LinkedBlockingQueue<>();

        //busy = new FairBlockingQueue<PooledConnection>();

        //make space for 10 extra in case we flow over a bit

        if (properties.isFairQueue()) {

            idle = new FairBlockingQueue<>();

            //idle = new MultiLockFairBlockingQueue<PooledConnection>();

            //idle = new LinkedTransferQueue<PooledConnection>();

            //idle = new ArrayBlockingQueue<PooledConnection>(properties.getMaxActive(),false);

        } else {

            idle = new LinkedBlockingQueue<>();

        }

从代码中我们发现,jdbc-pool使用了两个队列来存储连接,空闲的和忙碌的分别存放于busyidle 这两个LinkedBlockingQueue,当然,空闲队列会根据配置决定是否使用公平队列。

之后,会根据初始设置大小,来初始池中的连接

PooledConnection[] initialPool = new PooledConnection[poolProperties.getInitialSize()];

try {

    for (int i = 0; i < initialPool.length; i++) {

        initialPool[i] = this.borrowConnection(0, null, null); //don't wait, should be no contention

    } //for

borrowConnection方法中,对于初始和后续请求连接调用一样,会判断空闲队列的逻辑,以及配置的信息进行连接的创建

PooledConnection con = idle.poll();

 

        while (true) {

 

            if (size.get() < getPoolProperties().getMaxActive()) {

                //atomic duplicate check

                if (size.addAndGet(1) > getPoolProperties().getMaxActive()) {

                    //if we got here, two threads passed through the first if

                    size.decrementAndGet();

                } else {

                    //create a connection, we're below the limit

                    return createConnection(now, con, username, password);

                }

            } //end if

不满足配置的情况下,会从空闲队列获取

           con = idle.poll(timetowait, TimeUnit.MILLISECONDS);

由于空闲队列采用的是公平队列,不会出现饥饿等待的情况。 createConnection,就会在创建连接后直接进入busy队列。在finally块,又通过returnConnection,将连接释放,进入idle队列。

finally {

            //return the members as idle to the pool

            for (int i = 0; i < initialPool.length; i++) {

                if (initialPool[i] != null) {

                    try {this.returnConnection(initialPool[i]);}catch(Exception x){/*NOOP*/}

                } //end if

            } //for

再来看returnConnection方法,核心代码如下:

  protected void returnConnection(PooledConnection con) {

    if (busy.remove(con)) { // 重点看这里

    if (((idle.size()>=poolProperties.getMaxIdle()) && !poolProperties.isPoolSweeperEnabled())

    || (!idle.offer(con))) { //还有这里

    }

    release(con);

  }

以上,是两个池中最核心的方法逻辑,那么,还有一个问题是,在连接的关闭时,池是如何处理来进行连接的复用呢?

通过Connection的close方法调用时,关闭连接时的调用栈如下:

at org.apache.tomcat.dbcp.dbcp2.PoolableConnection.close(PoolableConnection.java:181)

  - locked <0xb59> (a org.apache.tomcat.dbcp.dbcp2.PoolableConnection)

  at org.apache.tomcat.dbcp.dbcp2.DelegatingConnection.closeInternal(DelegatingConnection.java:234)

  at org.apache.tomcat.dbcp.dbcp2.DelegatingConnection.close(DelegatingConnection.java:217)

  at org.apache.tomcat.dbcp.dbcp2.PoolingDataSource$PoolGuardConnectionWrapper.close(PoolingDataSource.java:228)

前面介绍jdbc-pool时,曾说过,他支持Interceptor。这里对于close方法的拦截,也是通过定义的Interceptor来实现的。

public class ProxyConnection extends JdbcInterceptor {

 

    protected PooledConnection connection = null;

 

    protected ConnectionPool pool = null;

其对应的iinvoke方法是这样的:

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {    

        if (compare(CLOSE_VAL,method)) { // 重点看这里,判断如果是close方法,则会调用returnConnection方法

            if (connection==null) return null; //noop for already closed.

            PooledConnection poolc = this.connection;

            this.connection = null;

            pool.returnConnection(poolc);

            return null;

        } else if (compare(TOSTRING_VAL,method)) {

            return this.toString();

        } else if (compare(GETCONNECTION_VAL,method) && connection!=null) {

            return connection.getConnection();

        

 

    }

我们注意,此处使用代理模式,会将各个方法的调用进行拦截,之后判断,如果是普通方法会转给对应的method对象执行,而如果待执行方法是close方法,则该方法不会被执行,而是由Interceptor执行pool的方法,将连接重新放回到池中,以备再次使用。

综上,我们看到,在池中,使用了两个队列,busy 和idle,分别代表忙闲两类连接,在释放连接的时候,即close方法执行的时候,会先把连接从busy队列中移除,同时将该连接再加入到idel队列中。从而实现连接的重复使用。


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