基于JDBC的数据库连接池高效管理策略
2019独角兽企业重金招聘Python工程师标准>>>
介绍
在使用Java语言进行和数据库有关的的应用开发中,一般都使用JDBC来进行和数据库的交互,其中有一个关键的概念就是Connection(连接),它在Java中是一个类,代表了一个通道。通过它,使用数据的应用就可以从数据库访问数据了。
对于一个简单的数据库应用,由于对于数据库的访问不是很频繁。这时可以简单地在需要访问数据库时,就新创建一个连接,用完后就关闭它,这样做也不会带来什 么明显的性能上的开销。但是对于一个复杂的数据库应用,情况就完全不同了。频繁的建立、关闭连接,会极大的减低系统的性能,因为对于连接的使用成了系统性 能的瓶颈。
本文给出的方法可以有效的解决这个问题。在本方法中提出了一个合理、有效的连接管理策略,避免了对于连接的随意、无规则的使用。该策略的核心思想是:连接 复用。通过建立一个数据库连接池以及一套连接使用管理策略,使得一个数据库连接可以得到高效、安全的复用,避免了数据库连接频繁建立、关闭的开销。另外, 由于对JDBC中的原始连接进行了封装,从而方便了数据库应用对于连接的使用(特别是对于事务处理),提高了开发效率,也正是因为这个封装层的存在,隔离 了应用的本身的处理逻辑和具体数据库访问逻辑,使应用本身的复用成为可能。
回页首
问题产生
我参与的项目是开发一个网管系统,不可避免的要和数据库打交道。刚开始时,由于对于数据库的访问不是很频繁,对于数据库连接的使用就是简单的需要时就建立,用完就关闭的策略,这很符合XP(eXtreme Programming)的口号:"Do the Simplest Thing that Could Possibly Work"。确实,开始时工作的很好。随着项目的进展,对于数据库的访问开始变的频繁,问题就暴露出来了,原先的通过简单地获取和关闭数据库连接的方法将很大的影响系统的性能,这种影响是由于数据库资源管理器进程频繁的创建和摧毁那些连接对象而引起的。
此时,就有必要对数据库访问方法进行重构(refactoring),因为我们确实需要进行改进,来提高系统的性能。
回页首
解决方案
可以看出,问题的根源就是由于对于连接资源的低效管理造成的。对于共享资源,有一个很著名的设计模式:资源池。该模式正是为了解决资源频繁分配、释放所造 成的问题的。把该模式应用到数据库连接管理领域,就是建立一个数据库连接池,提供一套高效的连接分配、使用策略,最终目标是实现连接的高效、安全的复用。
3.1、建立连接池
第一步,就是要建立一个静态的连接池,所谓静态是指,池中的连接是在系统初始化时就分配好的,并且不能够随意关闭的。Java中给我们提供很多容器类可以 方便的用来构建连接池,如:Vector、Stack等。在系统初始化时,根据配置创建连接并放置在连接池中,以后所使用的连接都是从该连接池中获取的, 这样就可以避免连接随意建立、关闭造成的开销(当然,我们没有办法避免Java的Garbage Collection带来的开销)。
3.2、分配、释放策略
有了这个连接池,下面我们就可以提供一套自定义的分配、释放策略。
当客户请求数据库连接时,首先看连接池中是否有空闲连接,这里的空闲是指,目前没有分配出去的连接。如果存在空闲连接则把连接分配给客户,并作相应处理, 具体处理策略,在关键议题中会详述,主要的处理策略就是标记该连接为已分配。若连接池中没有空闲连接,就在已经分配出去的连接中,寻找一个合适的连接给客 户(选择策略会在关键议题中详述),此时该连接在多个客户间复用。
当客户释放数据库连接时,可以根据该连接是否被复用,进行不同的处理。如果连接没有使用者,就放入到连接池中,而不是被关闭。
可以看出正是这套策略保证了数据库连接的有效复用。
3.3、配置策略
数据库连接池中到底要放置多少个连接,连接耗尽后该如何处理呢?这时一个配置策略。一般的配置策略是,开始时,根据具体的应用需求,给出一个初始的连接池中连接的数目以及一个连接池可以扩张到的最大连接数目。本方案就是按照这种策略实现的。
回页首
关键议题
本节将对上述解决方案中的关键细节进行详述,正是这些关键的策略保证了数据库连接复用的高效和安全。
4.1、引用记数
3.2节中的分配、释放策略对于有效复用连接非常重要,我们采用的方法也是采用了一个很有名的设计模式:Reference Counting(引用记数)。该模式在复用资源方面用的非常广泛,我们把该方法运用到对于连接的分配释放上。每一个数据库连接,保留一个引用记数,用来 记录该连接的使用者的个数。具体的实现上,我们采用了两极连接池,空闲池和使用池。空闲池中存放目前还没有分配出去被使用的连接,一旦一个连接被分配出 去,那么就会放入到使用池中,并且增加引用记数。
这样做有一个很大的好处,使得我们可以高效的使用连接,因为一旦空闲池中的连接被全部分配出去,我们就可以根据相应的策略从使用池中挑选出一个已经正在使 用的连接用来复用,而不是随意拿出一个连接去复用。策略可以根据需要去选择,我们采用的策略比较简单:复用引用记数最小的连接。Java的面向对象特性, 使得我们可以灵活的选择不同的策略(提供一个不同策略共用的抽象接口,各个具体的策略都实现这个接口,这样对于策略的处理逻辑就和策略的实现逻辑分离)。
4.2、事务处理
前面谈到的都是关于使用数据库连接进行普通的数据库访问。对于事务处理,情况就变得比较复杂。因为事务本身要求原子性的保证,此时就要求对于数据库的操作 符合"All-All-Nothing"原则,即要么全部完成,要么什么都不做。如果简单的采用上述的连接复用的策略,就会发生问题,因为没有办法控制属 于同一个事务的多个数据库操作方法的动作,可能这些数据库操作是在多个连接上进行的,并且这些连接可能被其他非事务方法复用。
Connection本身具有提供了对于事务的支持,可以通过设置Connection的AutoCommit属性为false,显式的调用commit 或者rollback方法来实现。但是要安全、高效的进行Connection进行复用,就必须提供相应的事务支持机制。我们采用的方法是:采用显式的事 务支撑方法,每一个事务独占一个连接。这种方法可以大大降低对于事务处理的复杂性(如果事务不独占一条连接,那么要保证事务的原子性并且又不妨碍复用该连 接的其他和该事务无关的操作,基本上不可能,除非Connection类是你开发的),并且又不会妨碍连接的复用,因为隶属于该事务的所有数据库操作都是 通过这一个连接完成的,并且事务方法又复用了其他一些数据库方法。
在我们的连接管理服务提供了显式的事务开始、结束(commit或者rollback)声明,以及一个事务注册表,用于登记事务发起者和事务使用的连接的 对应关系,通过该表,使用事务的部分和我们的连接管理部分就隔离开,因为该表是在运行时根据实际的调用情况,动态生成的。事务使用的连接在该事务运行中不 能被复用。
当使用者需要使用事务方法时,首先调用连接管理服务提供的beginTrans方法,该方法主要处理流程如下(伪码描述):
public void beginTrans( ) {…conn = getIdleConnectionFromPoll( );userId = getUserId( );registerTrans(userId, conn);…
}
在我们的实现中,用户标识是通过使用者所在的线程来标识的。后面的所有对于数据库的访问都是通过查找该注册表,使用已经分配的连接来完成的。当事务结束时,从注册表中删除相应表项。
对于嵌套的事务如何处理呢?我们采用的方法仍为引用记数,不过这里的引用记数是指的"嵌套层次",具体的细节,不再赘述。
4.3、封装
从上面的论述可以看出,普通的数据库方法和事务方法对于连接的使用(分配、释放)是不同的,为了便于使用,对外提供一致的操作接口,我们对连接进行了封 装:即普通连接和事务连接。在此,我们利用了Java中的强大的面向对象特性:多态。普通连接和事务连接均实现了一个DbConnection接口,对于 接口中定义的方法,分别根据自己的特点作了不同的实现,这样在对于连接的处理上就非常的一致了。
4.4、并发问题
为了是我们的连接管理服务有更大的通用性,就必须要考虑到多线程环境,即并发问题。在一个多线程的环境下,我们必须要保证连接管理自身数据的一致性和连接 内部数据是一致性,还好Java提供对这方面的很好的支持(synchronized关键字),这样我们就很容易使连接管理成为线程安全的。
回页首
结论
本文给出了一个基本的连接管理框架,在其中使用了一些广泛使用的设计模式(资源池,引用记数等),使得高效、安全的复用数据库连接成为可能。当然,还有一 些问题没有考虑到,比如:没有实现对不同种类的数据库的联合管理;没有提供定时检测机制,查询连接的状态等。另外在连接管理的使用包装上比起一些商用的系 统还显粗糙,但是底层的基理是一致的,所以通过本文相信对于这些商用的产品中的相关功能会有更好的理解。
转载于:https://my.oschina.net/u/2397255/blog/639782
基于JDBC的数据库连接池高效管理策略相关推荐
- 基于JDBC的数据库连接池技术研究与应用
引言 近年来,随着Internet/Intranet建网技术的飞速发展和在世界范围内的迅速普及,计算机 应用程序已从传统的桌面应用转到Web应用.基于B/S(Browser/Server)架构的3层开 ...
- Java -- JDBC 学习--数据库连接池
JDBC数据库连接池的必要性 在使用开发基于数据库的web程序时,传统的模式基本是按以下步骤: 在主程序(如servlet.beans)中建立数据库连接. 进行sql操作 断开数据库连接. 这种模式开 ...
- JavaWeb:JDBC之数据库连接池
JDBC系列阅读 JavaWeb:用JDBC操作数据库 JavaWeb:JDBC之事务 JavaWeb:JDBC之数据库连接池 使用JDBC实现水果超市管理系统 1. 池参数(所有池参数都有默认值) ...
- Java JDBC和数据库连接池 韩顺平老师自学笔记
JDBC和数据库连接池 JDBC 概述 基本介绍 原理示意图 代码示例 JdbcInterface 模拟Java公司提供给其它数据库厂商的接口,供给调用 TestJdbc 模拟一个类来实现数据库的调用 ...
- 【JDBC】数据库连接池技术
文章目录 一.数据库连接池技术 二.多种开源的数据库连接池 一.数据库连接池技术 1.数据库连接池的基本思想︰ 就是为数据库连接建立一个"缓冲池".预先在缓冲池中放入一定数量的连接 ...
- JDBC以及数据库连接池的使用
文章目录 JDBC 步骤 数据库连接池 1.概念 2.接口规范方法 3.第三方数据库连接池技术 C3p0 Druid:由阿里提供 Druid工具类 JDBC 概念 JDBC是sun公司提供的一套用 ...
- JDBC工具类,基于C3P0的数据库连接池,提供获取连接池、获取连接对象、释放资源和封装事务操作的方法...
/** * * JDBC工具类,基于C3P0数据库连接池的实现 * * @author 周瑜 * @2018年5月7日 下午2:13:20 */ public final class JD ...
- 从JDBC到数据库连接池
文章目录 基本的JDBC操作方式 基本的JDBC操作在高并发的情况下带来的问题 第三方应该具备条件 连接池的初步设计 C3P0从数据源获取到连接的过程 如何从C3P0获取连接池状态信息 基本的JDBC ...
- 基于DBUtils实现数据库连接池
小知识: 1.子类继承父类的三种方式 class Dog(Animal): #子类 派生类def __init__(self,name,breed, life_value,aggr):# Animal ...
最新文章
- 资讯丨谷歌 AutoML AI系统写的机器学习代码,完爆程序员
- 【Android 逆向】获取安装在手机中的应用的 APK 包 ( 进入 adb shell | 获取 root 权限 | 进入 /data/app/ 目录 | 拷贝 base.apk 到外置存储 )
- 还不会用 K8s 集群控制器?那你会用冰箱吗?(多图详解)
- usb打印机命令_打印机脱机怎么办 打印机脱机解决方法【详解】
- 服务器怎样共享文件夹共享文件夹,服务器怎样共享文件夹共享文件夹
- 设置linux服务,Linux服务的seLinux设置
- 在Ubuntu上安装RealPlayer的方法
- Redis有几种数据类型?文末领取面试资料
- vue watch 修改滚动条_Vue 里的 computed 和 watch 的区别
- 智能机器人热点技术大揭秘!
- Fragment:关于Avoid non-default constructors in fragments的错误
- python飞机大战创建多个敌机_Python 项目飞机大战- 03 游戏背景和敌机出场
- leetcode—sqrt
- 语音识别合成助手-语音识别合成助手下载 v20190223免费版--pc6下载站
- 输入挂(bzoj 2901: 矩阵求和)
- injectcheck php_php简单实现sql防注入的方法
- R语言保存EXCEL小技巧
- charles介绍及代理设置
- java内存模型JMM理解整理
- ue4游戏传送门实现
热门文章
- php输出因子,如何在PHP因子程序中返回值
- python中函数的名称可以随意命名吗_函数的名称可以随意命名。(3.0分)_学小易找答案...
- python doc转docx_利用python中的win32com模块将doc文件转为docx文件
- python里none什么意思_Python 中None的用法
- python语言的语法_Python语言学习系列------基础语法(一)
- frpc客户端 linux安装,centos配置frp服务端,与客户端
- 扩展中断控制器8259实验_PCIe的中断机制
- mysql8 create table 语法错误_MySQL8.0 Window Function 剖析
- bbs.php168,PHP168 下载安装教程
- shiro-cas------整合springboot客户端