用連接池提高 Servlet 訪問數(shù)據(jù)庫(kù)的效率(轉(zhuǎn)載)

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Java Servlet 作為首選的服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理技術(shù)，正在迅速取代 CGI 腳本。 Servlet 超越 CGI 的優(yōu)勢(shì)之一在于，不僅多個(gè)請(qǐng)求可以共享公用資源，而且還可以在不同用戶請(qǐng)求之間保留持續(xù)數(shù)據(jù)。本文介紹一種充分發(fā)揮該特色的實(shí)用技術(shù)，即數(shù)據(jù)庫(kù)連接池。

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一、實(shí)現(xiàn)連接池的意義

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動(dòng)態(tài) Web 站點(diǎn)往往用數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的信息生成 Web 頁(yè)面，每一個(gè)頁(yè)面請(qǐng)求導(dǎo)致一次數(shù)據(jù)庫(kù)訪問。連接數(shù)據(jù)庫(kù)不僅要開銷一定的通訊和內(nèi)存資源，還必須完成用戶驗(yàn)證、安全上下文配置這類任務(wù)，因而往往成為最為耗時(shí)的操作。當(dāng)然，實(shí)際的連接時(shí)間開銷千變?nèi)f化，但 1 到 2 秒延遲并非不常見。如果某個(gè)基于數(shù)據(jù)庫(kù)的 Web 應(yīng)用只需建立一次初始連

接，不同頁(yè)面請(qǐng)求能夠共享同一連接，就能獲得顯著的性能改善。

Servlet 是一個(gè) Java 類。 Servlet 引擎（它可能是 Web 服務(wù)軟件的一部分，也可能是一個(gè)獨(dú)立的附加模塊）在系統(tǒng)啟動(dòng)或 Servlet 第一次被請(qǐng)求時(shí)將該類裝入 Java 虛擬機(jī)并創(chuàng)建它的一個(gè)實(shí)例。不同用戶請(qǐng)求由同一 Servlet 實(shí)例的多個(gè)獨(dú)立線程處理。那些要

求在不同請(qǐng)求之間持續(xù)有效的數(shù)據(jù)既可以用 Servlet 的實(shí)例變量來保存，也可以保存在獨(dú)立的輔助對(duì)象中。

用 JDBC 訪問數(shù)據(jù)庫(kù)首先要?jiǎng)?chuàng)建與數(shù)據(jù)庫(kù)之間的連接，獲得一個(gè)連接對(duì)象（ Connection ），由連接對(duì)象提供執(zhí)行 SQL 語(yǔ)句的方法。

本文介紹的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池包括一個(gè)管理類 DBConnectionManager ，負(fù)責(zé)提供與多個(gè)連接池對(duì)象（ DBConnectionPool 類）之間的接口。每一個(gè)連接池對(duì)象管理一組 JDBC 連接對(duì)象，每一個(gè)連接對(duì)象可以被任意數(shù)量的 Servlet 共享。

類 DBConnectionPool 提供以下功能：

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1) 從連接池獲取（或創(chuàng)建）可用連接。

2) 把連接返回給連接池。

3) 在系統(tǒng)關(guān)閉時(shí)釋放所有資源，關(guān)閉所有連接。

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此外， DBConnectionPool 類還能夠處理無效連接（原來登記為可用的連接，由于某種原因不再可用，如超時(shí)，通訊問題）

，并能夠限制連接池中的連接總數(shù)不超過某個(gè)預(yù)定值。

管理類 DBConnectionManager 用于管理多個(gè)連接池對(duì)象，它提供以下功能：

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1) 裝載和注冊(cè) JDBC 驅(qū)動(dòng)程序。

2) 根據(jù)在屬性文件中定義的屬性創(chuàng)建連接池對(duì)象。

3) 實(shí)現(xiàn)連接池名字與其實(shí)例之間的映射。

4) 跟蹤客戶程序?qū)B接池的引用，保證在最后一個(gè)客戶程序結(jié)束時(shí)安全地關(guān)閉所有連接池。

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本文余下部分將詳細(xì)說明這兩個(gè)類，最后給出一個(gè)示例演示 Servlet 使用連接池的一般過程。

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二、具體實(shí)現(xiàn)

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DBConnectionManager.java 程序清單如下：

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001 import java.io.*;

002 import java.sql.*;

003 import java.util.*;

004 import java.util.Date;

005

006 /**

007 * 管理類 DBConnectionManager 支持對(duì)一個(gè)或多個(gè)由屬性文件定義的數(shù)據(jù)庫(kù)連接

008 * 池的訪問 . 客戶程序可以調(diào)用 getInstance() 方法訪問本類的唯一實(shí)例 .

009 */

010 public class DBConnectionManager {

011 static private DBConnectionManager instance; // 唯一實(shí)例

012 static private int clients;

013

014 private Vector drivers = new Vector();

015 private PrintWriter log;

016 private Hashtable pools = new Hashtable();

017

018 /**

019 * 返回唯一實(shí)例 . 如果是第一次調(diào)用此方法 , 則創(chuàng)建實(shí)例

020 *

021 * @return DBConnectionManager 唯一實(shí)例

022 */

023 static synchronized public DBConnectionManager getInstance() {

024 if (instance == null) {

025 instance = new DBConnectionManager();

026 }

027 clients++;

028 return instance;

029 }

030

031 /**

032 * 建構(gòu)函數(shù)私有以防止其它對(duì)象創(chuàng)建本類實(shí)例

033 */

034 private DBConnectionManager() {

035 init();

036 }

037

038 /**

039 * 將連接對(duì)象返回給由名字指定的連接池

040 *

041 * @param name 在屬性文件中定義的連接池名字

042 * @param con 連接對(duì)象

043 */

044 public void freeConnection(String name, Connection con) {

045 DBConnectionPool pool = (DBConnectionPool) pools.get(name);

046 if (pool != null) {

047 pool.freeConnection(con);

048 }

049 }

050

051 /**

052 * 獲得一個(gè)可用的 ( 空閑的 ) 連接 . 如果沒有可用連接 , 且已有連接數(shù)小于最大連接數(shù)

053 * 限制 , 則創(chuàng)建并返回新連接

054 *

055 * @param name 在屬性文件中定義的連接池名字

056 * @return Connection 可用連接或 null

057 */

058 public Connection getConnection(String name) {

059 DBConnectionPool pool = (DBConnectionPool) pools.get(name);

060 if (pool != null) {

061 return pool.getConnection();

062 }

063 return null;

064 }

065

066 /**

067 * 獲得一個(gè)可用連接 . 若沒有可用連接 , 且已有連接數(shù)小于最大連接數(shù)限制 ,

068 * 則創(chuàng)建并返回新連接 . 否則 , 在指定的時(shí)間內(nèi)等待其它線程釋放連接 .

069 *

070 * @param name 連接池名字

071 * @param time 以毫秒計(jì)的等待時(shí)間

072 * @return Connection 可用連接或 null

073 */

074 public Connection getConnection(String name, long time) {

075 DBConnectionPool pool = (DBConnectionPool) pools.get(name);

076 if (pool != null) {

077 return pool.getConnection(time);

078 }

079 return null;

080 }

081

082 /**

083 * 關(guān)閉所有連接 , 撤銷驅(qū)動(dòng)程序的注冊(cè)

084 */

085 public synchronized void release() {

086 // 等待直到最后一個(gè)客戶程序調(diào)用

087 if (--clients != 0) {

088 return;

089 }

090

091 Enumeration allPools = pools.elements();

092 while (allPools.hasMoreElements()) {

093 DBConnectionPool pool = (DBConnectionPool) allPools.nextElement();

094 pool.release();

095 }

096 Enumeration allDrivers = drivers.elements();

097 while (allDrivers.hasMoreElements()) {

098 Driver driver = (Driver) allDrivers.nextElement();

099 try {

100 DriverManager.deregisterDriver(driver);

101 log(" 撤銷 JDBC 驅(qū)動(dòng)程序 " + driver.getClass().getName()+" 的注冊(cè) ");

102 }

103 catch (SQLException e) {

104 log(e, " 無法撤銷下列 JDBC 驅(qū)動(dòng)程序的注冊(cè) : " + driver.getClass().getName());

105 }

106 }

107 }

108

109 /**

110 * 根據(jù)指定屬性創(chuàng)建連接池實(shí)例 .

111 *

112 * @param props 連接池屬性

113 */

114 private void createPools(Properties props) {

115 Enumeration propNames = props.propertyNames();

116 while (propNames.hasMoreElements()) {

117 String name = (String) propNames.nextElement();

118 if (name.endsWith(".url")) {

119 String poolName = name.substring(0, name.lastIndexOf("."));

120 String url = props.getProperty(poolName + ".url");

121 if (url == null) {

122 log(" 沒有為連接池 " + poolName + " 指定 URL");

123 continue;

124 }

125 String user = props.getProperty(poolName + ".user");

126 String password = props.getProperty(poolName + ".password");

127 String maxconn = props.getProperty(poolName + ".maxconn", "0");

128 int max;

129 try {

130 max = Integer.valueOf(maxconn).intValue();

131 }

132 catch (NumberFormatException e) {

133 log(" 錯(cuò)誤的最大連接數(shù)限制 : " + maxconn + " . 連接池 : " + poolName);

134 max = 0;

135 }

136 DBConnectionPool pool =

137 new DBConnectionPool(poolName, url, user, password, max);

138 pools.put(poolName, pool);

139 log(" 成功創(chuàng)建連接池 " + poolName);

140 }

141 }

142 }

143

144 /**

145 * 讀取屬性完成初始化

146 */

147 private void init() {

148 InputStream is = getClass().getResourceAsStream("/db.properties");

149 Properties dbProps = new Properties();

150 try {

151 dbProps.load(is);

152 }

153 catch (Exception e) {

154 System.err.println(" 不能讀取屬性文件 . " +

155 " 請(qǐng)確保 db.properties 在 CLASSPATH 指定的路徑中 ");

156 return;

157 }

158 String logFile = dbProps.getProperty("logfile", "DBConnectionManager.log");

159 try {

160 log = new PrintWriter(new FileWriter(logFile, true), true);

161 }

162 catch (IOException e) {

163 System.err.println(" 無法打開日志文件 : " + logFile);

164 log = new PrintWriter(System.err);

165 }

166 loadDrivers(dbProps);

167 createPools(dbProps);

168 }

169

170 /**

171 * 裝載和注冊(cè)所有 JDBC 驅(qū)動(dòng)程序

172 *

173 * @param props 屬性

174 */

175 private void loadDrivers(Properties props) {

176 String driverClasses = props.getProperty("drivers");

177 StringTokenizer st = new StringTokenizer(driverClasses);

178 while (st.hasMoreElements()) {

179 String driverClassName = st.nextToken().trim();

180 try {

181 Driver driver = (Driver)

182 Class.forName(driverClassName).newInstance();

183 DriverManager.registerDriver(driver);

184 drivers.addElement(driver);

185 log(" 成功注冊(cè) JDBC 驅(qū)動(dòng)程序 " + driverClassName);

186 }

187 catch (Exception e) {

188 log(" 無法注冊(cè) JDBC 驅(qū)動(dòng)程序 : " +

189 driverClassName + ", 錯(cuò)誤 : " + e);

190 }

191 }

192 }

193

194 /**

195 * 將文本信息寫入日志文件

196 */

197 private void log(String msg) {

198 log.println(new Date() + ": " + msg);

199 }

200

201 /**

202 * 將文本信息與異常寫入日志文件

203 */

204 private void log(Throwable e, String msg) {

205 log.println(new Date() + ": " + msg);

206 e.printStackTrace(log);

207 }

208

209 /**

210 * 此內(nèi)部類定義了一個(gè)連接池 . 它能夠根據(jù)要求創(chuàng)建新連接 , 直到預(yù)定的最

211 * 大連接數(shù)為止 . 在返回連接給客戶程序之前 , 它能夠驗(yàn)證連接的有效性 .

212 */

213 class DBConnectionPool {

214 private int checkedOut;

215 private Vector freeConnections = new Vector();

216 private int maxConn;

217 private String name;

218 private String password;

219 private String URL;

220 private String user;

221

222 /**

223 * 創(chuàng)建新的連接池

224 *

225 * @param name 連接池名字

226 * @param URL 數(shù)據(jù)庫(kù)的 JDBC URL

227 * @param user 數(shù)據(jù)庫(kù)帳號(hào) , 或 null

228 * @param password 密碼 , 或 null

229 * @param maxConn 此連接池允許建立的最大連接數(shù)

230 */

231 public DBConnectionPool(String name, String URL, String user, String password,

232 int maxConn) {

233 this.name = name;

234 this.URL = URL;

235 this.user = user;

236 this.password = password;

237 this.maxConn = maxConn;

238 }

239

240 /**

241 * 將不再使用的連接返回給連接池

242 *

243 * @param con 客戶程序釋放的連接

244 */

245 public synchronized void freeConnection(Connection con) {

246 // 將指定連接加入到向量末尾

247 freeConnections.addElement(con);

248 checkedOut--;

249 notifyAll();

250 }

251

252 /**

253 * 從連接池獲得一個(gè)可用連接 . 如沒有空閑的連接且當(dāng)前連接數(shù)小于最大連接

254 * 數(shù)限制 , 則創(chuàng)建新連接 . 如原來登記為可用的連接不再有效 , 則從向量刪除之 ,

255 * 然后遞歸調(diào)用自己以嘗試新的可用連接 .

256 */

257 public synchronized Connection getConnection() {

258 Connection con = null;

259 if (freeConnections.size() > 0) {

260 // 獲取向量中第一個(gè)可用連接

261 con = (Connection) freeConnections.firstElement();

262 freeConnections.removeElementAt(0);

263 try {

264 if (con.isClosed()) {

265 log(" 從連接池 " + name+" 刪除一個(gè)無效連接 ");

266 // 遞歸調(diào)用自己 , 嘗試再次獲取可用連接

267 con = getConnection();

268 }

269 }

270 catch (SQLException e) {

271 log(" 從連接池 " + name+" 刪除一個(gè)無效連接 ");

272 // 遞歸調(diào)用自己 , 嘗試再次獲取可用連接

273 con = getConnection();

274 }

275 }

276 else if (maxConn == 0 || checkedOut < maxConn) {

277 con = newConnection();

278 }

279 if (con != null) {

280 checkedOut++;

281 }

282 return con;

283 }

284

285 /**

286 * 從連接池獲取可用連接 . 可以指定客戶程序能夠等待的最長(zhǎng)時(shí)間

287 * 參見前一個(gè) getConnection() 方法 .

288 *

289 * @param timeout 以毫秒計(jì)的等待時(shí)間限制

290 */

291 public synchronized Connection getConnection(long timeout) {

292 long startTime = new Date().getTime();

293 Connection con;

294 while ((con = getConnection()) == null) {

295 try {

296 wait(timeout);

297 }

298 catch (InterruptedException e) {}

299 if ((new Date().getTime() - startTime) >= timeout) {

300 // wait() 返回的原因是超時(shí)

301 return null;

302 }

303 }

304 return con;

305 }

306

307 /**

308 * 關(guān)閉所有連接

309 */

310 public synchronized void release() {

311 Enumeration allConnections = freeConnections.elements();

312 while (allConnections.hasMoreElements()) {

313 Connection con = (Connection) allConnections.nextElement();

314 try {

315 con.close();

316 log(" 關(guān)閉連接池 " + name+" 中的一個(gè)連接 ");

317 }

318 catch (SQLException e) {

319 log(e, " 無法關(guān)閉連接池 " + name+" 中的連接 ");

320 }

321 }

322 freeConnections.removeAllElements();

323 }

324

325 /**

326 * 創(chuàng)建新的連接

327 */

328 private Connection newConnection() {

329 Connection con = null;

330 try {

331 if (user == null) {

332 con = DriverManager.getConnection(URL);

333 }

334 else {

335 con = DriverManager.getConnection(URL, user, password);

336 }

337 log(" 連接池 " + name+" 創(chuàng)建一個(gè)新的連接 ");

338 }

339 catch (SQLException e) {

340 log(e, " 無法創(chuàng)建下列 URL 的連接 : " + URL);

341 return null;

342 }

343 return con;

344 }

345 }

346 }

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