Java操作数据库——手动实现数据库连接池
摘要：本文主要学习了如何手动实现一个数据库连接池，以及在这基础上的一些改进。
部分内容来自以下博客：
https://blog.csdn.net/soonfly/article/details/72731144
一个简单的数据库连接池
连接池工具类
连接池使用了线程安全的队列存储连接资源，保证了线程安全。
提供了获取连接和释放连接的方法，实现了连接资源的循环使用。
在对线程进行技术时，使用原子类，保证了线程计数在多线程环境下的安全。
代码如下：
public class DataPoolUtils {
// 活动连接，使用线程安全的队列
private static LinkedBlockingQueue<Connection> busy = new LinkedBlockingQueue<Connection>();
// 空闲连接，使用线程安全的队列
private static LinkedBlockingQueue<Connection> idle = new LinkedBlockingQueue<Connection>();
// 已创建连接数，使用原子操作类实现线程安全
private static AtomicInteger createCount = new AtomicInteger(0);
// 最大连接数
private static int maxConnection = 5;
// 最大等待毫秒数
private static int maxWaitTimeout = 1000;
/**
* 创建连接
* @return
* @throws Exception
*/
private Connection createConnection() throws Exception {
Properties pros = new Properties();
InputStream is = DataPoolUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
pros.load(is);
String driverClass = pros.getProperty("driverClass");
Class.forName(driverClass);
String url = pros.getProperty("url");
String user = pros.getProperty("user");
String password = pros.getProperty("password");
return DriverManager.getConnection(url, user, password);
}
/**
* 关闭连接
* @param connection
*/
private void closeConnection(Connection connection) {
try {
if (!connection.isClosed()) {
connection.close();
}
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 获取连接
* @return
* @throws Exception
*/
public Connection getConnection() throws Exception {
// 尝试获取空闲连接
Connection connection = idle.poll();
if (connection == null) {
// 尝试创建连接，使用双重CAS检查现有连接数是否小于最大连接数
if (createCount.get() < maxConnection) {
if (createCount.incrementAndGet() <= maxConnection) {
connection = createConnection();
} else {
createCount.decrementAndGet();
}
}
// 尝试等待获取空闲连接，实现超时等待机制
if (connection == null) {
connection = idle.poll(maxWaitTimeout, TimeUnit.MILLISECONDS);
if (connection == null) {
throw new Exception("获取连接超时");
}
}
}
busy.offer(connection);
return connection;
}
/**
* 归还连接
* @param connection
*/
public void releaseConnection(Connection connection) {
// 处理空连接
if (connection == null) {
createCount.decrementAndGet();
return;
}
// 处理移除失败的连接
boolean removeResult = busy.remove(connection);
if (!removeResult) {
closeConnection(connection);
createCount.decrementAndGet();
return;
}
// 处理已经关闭的连接
try {
if (connection.isClosed()) {
createCount.decrementAndGet();
return;
}
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
// 处理添加失败的连接
boolean offerResult = idle.offer(connection);
if (!offerResult) {
closeConnection(connection);
createCount.decrementAndGet();
return;
}
}
}
测试连接池的业务类
为了能够实现线程的循环使用，需要调用线程池的释放连接资源的方法，而不是将连接资源直接关闭。
代码如下：
public class TestPool {
// 根据配置文件里的名称创建连接池
private static DataPoolUtils pool = new DataPoolUtils();
/**
* 主程序
*/
public static void main(String[] args) {
// 模拟多次对数据库的查询操作
for (int i = 0; i < 6; i++) {
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
select();
}
}, "线程" + i).start();
}
}
/**
* 查询程序
*/
public static void select() {
Connection conn = null;
PreparedStatement pstmt = null;
ResultSet rs = null;
// 获取连接并执行SQL
try {
conn = pool.getConnection();
pstmt = conn.prepareStatement("select * from student where id = 906");
rs = pstmt.executeQuery();
while (rs.next()) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "\t" + rs.getString(1) + "\t" + rs.getString(2) + "\t" + rs.getString("address"));
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 释放资源
try {
rs.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
pstmt.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
/*
try {
conn.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
*/
pool.releaseConnection(conn);
}
}
}
使用动态代理修改原生连接的关闭方法
改进说明
简单的数据库连接池已经有了，但是在使用的时候如果调用了原生的关闭方法，会导致连接不能重复使用。
利用之前学过的动态代理进行改进，使调用关闭方法的时候执行的仍然是连接池里的释放资源的方法。
在 DataPoolUtils 工具类里添加动态代理的相关内部类：
/**
* 代理处理类
*/
class ConnectionInvocationHandler implements InvocationHandler{
private Connection connection;
private DataPoolUtils dpu; public ConnectionInvocationHandler(DataPoolUtils dpu, Connection connection) {
this.dpu = dpu;
this.connection = connection;
} @Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {
// 对原生的关闭方法进行修改
if(method.getName().equals("close")){
dpu.releaseConnection(connection);
return null;
}else{
return method.invoke(connection, args);
}
}
}
修改 DataPoolUtils 工具类中 public Connection getConnection() 方法的返回值，将返回值改为使用动态代理后的值：
return (Connection) Proxy.newProxyInstance(
Connection.class.getClassLoader(),
new Class[] { Connection.class },
new ConnectionInvocationHandler(this, connection));
修改 TestPool 业务类中的 public static void select() 方法，将释放连接改为关闭连接：
try {
conn.close();
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
注意说明
在工具类的 getConnection() 方法中返回代理类，而不是在工具类的 createConnection() 方法中返回，是因为通过后者得到的对象是要放到活动队列里的，如果在后者中返回代理对象，那么就会导致活动队列里的对象都是代理对象。
那么在执行代理对象的 close() 方法时，经过动态代理后，实际上是执行的是被代理对象的 releaseConnection() 方法，也就是将被代理对象从活动队列放到空闲队列，但因为活动队列里存放的都是代理对象，导致无法通过被代理对象从活动队列将代理对象放到空闲队列，进而导致连接资源并没有得到循环利用。