连接池运作原理在实际应用开发中,特别是在WEB应用系统中,如果JSP、Servlet或EJB使用JDBC直接访问
数据库中的数据,每一次数据访问请求都必须经历建立数据库连接、打开数据库、存取数据和关闭数据库连接等步骤,而连接并打开数据库是一件既消耗资源又费时的工作,如果频繁发生这种数据库 *** 作,系统的性能必然会急剧下降,甚至会导致系统崩溃。数据库
连接池技术是解决这个问题最常用的方法,在许多应用程序服务器(例如:Weblogic,WebSphere,JBoss)中,基本都提供了这项技术,无需自己编程,但是,深入了解这项技术是非常必要的。数据库连接池技术的思想非常简单,将数据库连接作为对象存储在一个Vector对象中,一旦数据库连接建立后,不同的数据库访问请求就可以共享这些连接,这样,通过复用这些已经建立的数据库连接,可以克服上述缺点,极大地节省系统资源和时间。数据库连接池的主要 *** 作如下:(1)建立数据库连接池对象(服务器启动)。(2)按照事先指定的参数创建初始数量的数据库连接(即:空闲连接数)。(3)对于一个数据库访问请求,直接从连接
池中得到一个连接。如果数据库连接池对象中没有空闲的连接,且连接数没有达到最大(即:最大活跃连接数),创建一个新的数据库连接。(4)存取数据库。(5)关闭数据库,释放所有数据库连接(此时的关闭数据库连接,并非真正关闭,而是将其放入空闲队列中。如实际空闲连接数大于初始空闲连接数则释放连接)。(6)释放数据库连接池对象(服务器停止、维护期间,释放数据库连接池对象,并释放所有连接)。连接池的实现1、连接池模型 本文讨论的连接池包括一个连接池类(DBConnectionPool)和一个连接池管理类(DBConnetionPoolManager)。连接池类是对某一数据库所有连接的“缓冲池”,主要实现以下功能:①从连接池获取或创建可用连接;②使用完毕之后,把连接返还给连接池;③在系统关闭前,断开所有连接并释放连接占用的系统资源;④还能够处理无效连接(原来登记为可用的连接,由于某种原因不再可用,如超时,通讯问题),并能够限制连接池中的连接总数不低于某个预定值和不超过某个预定值。 连接池管理类是连接池类的外覆类(wrapper),符合单例模式,即系统中只能有一个连接池管理类的实例。其主要用于对多个连接池对象的管理,具有以下功能:①装载并注册特定数据库的JDBC驱动程序;②根据属性文件给定的信息,创建连接池对象;③为方便管理多个连接池对象,为每一个连接池对象取一个名字,实现连接池名字与其实例之间的映射;④跟踪客户使用连接情况,以便需要是关闭连接释放资源。连接池管理类的引入主要是为了方便对多个连接池的使用和管理,如系统需要连接不同的数据库,或连接相同的数据库但由于安全性问题,需要不同的用户使用不同的名称和密码。 2、连接池实现 下面给出连接池类和连接池管理类的主要属性及所要实现的基本接口: public class DBConnectionPool implements TimerListener{ private int checkedOut//已被分配出去的连接数 private ArrayList freeConnections = new ArrayList()//容器,空闲池,根据//创建时间顺序存放已创建但尚未分配出去的连接 private int minConn//连接池里连接的最小数量 private int maxConn//连接池里允许存在的最大连接数 private String name//为这个连接池取个名字,方便管理 private String password//连接数据库时需要的密码 private String url//所要创建连接的数据库的地址 private String user//连接数据库时需要的用户名 public Timer timer//定时器 public DBConnectionPool(String name, String URL, String user, String password, int maxConn)//公开的构造函数 public synchronized void freeConnection(Connection con) //使用完毕之后,//把连接返还给空闲池 public synchronized Connection getConnection(long timeout)//得到一个连接,//timeout是等待时间 public synchronized void release()//断开所有连接,释放占用的系统资源 private Connection newConnection()//新建一个数据库连接 public synchronized void TimerEvent() //定时器事件处理函数 } public class DBConnectionManager { static private DBConnectionManager instance//连接池管理类的唯一实例 static private int clients//客户数量 private ArrayList drivers = new ArrayList()//容器,存放数据库驱动程序 private HashMap pools = new HashMap ()//以name/value的形式存取连接池//对象的名字及连接池对象 static synchronized public DBConnectionManager getInstance()//如果唯一的//实例instance已经创建,直接返回这个实例否则,调用私有构造函数,创//建连接池管理类的唯一实例 private DBConnectionManager()//私有构造函数,在其中调用初始化函数init() public void freeConnection(String name, Connection con)// 释放一个连接,//name是一个连接池对象的名字 public Connection getConnection(String name)//从名字为name的连接池对象//中得到一个连接 public Connection getConnection(String name, long time)//从名字为name //的连接池对象中取得一个连接,time是等待时间 public synchronized void release()//释放所有资源 private void createPools(Properties props)//根据属性文件提供的信息,创建//一个或多个连接池 private void init()//初始化连接池管理类的唯一实例,由私有构造函数调用 private void loadDrivers(Properties props)//装载数据库驱动程序 } 3、连接池使用 上面所实现的连接池在程序开发时如何应用到系统中呢?下面以Servlet为例说明连接池的使用。 Servlet的生命周期是:在开始建立servlet时,调用其初始化(init)方法。之后每个用户请求都导致一个调用前面建立的实例的service方法的线程。最后,当服务器决定卸载一个servlet时,它首先调用该servlet的 destroy方法。 根据servlet的特点,我们可以在初始化函数中生成连接池管理类的唯一实例(其中包括创建一个或多个连接池)。如: public void init() throws ServletException { connMgr = DBConnectionManager.getInstance()} 然后就可以在service方法中通过连接池名称使用连接池,执行数据库 *** 作。最后在destroy方法中释放占用的系统资源,如: public void destroy() { connMgr.release()super.destroy()} 结束语在使用JDBC进行与数据库有关的应用开发中,数据库连接的管理是一个难点。很多时候,连接的混乱管理所造成的系统资源开销过大成为制约大型企业级应用效率的瓶颈。对于众多用户访问的Web应用,采用数据库连接技术的系统在效率和稳定性上比采用传统的其他方式的系统要好很多。本文阐述了使用JDBC访问数据库的技术?讨论了基于连接池技术的数据库连接管理的关键问题并给出了一个实现模型。文章所给出的是连接池管理程序的一种基本模式,为提高系统的整体性能,在此基础上还可以进行很多有意义的扩展。 http://www.webdevelopersjournal.com/columns/connection_pool.html http://www.webdevelopersjournal.com/columns/DBConnectionManager.java优点:连接高效、安全、复用------解决方案--------------------------------------------------------优缺点是在不同的情况下体现的,比如现在连接池里有30个连接:1、如果应用同时最大只有10个以下,那么只有缺点,占用了资源。2、如果应用同时最大的时候有20-30个连接,优点是和数据库连接花费的时间很少,速度快,可以复用。------解决方案--------------------------------------------------------优缺点是在不同的情况下体现的,比如现在连接池里有30个连接:1、如果应用同时最大只有10个以下,那么只有缺点,占用了资源。2、如果应用同时最大的时候有20-30个连接,优点是和数据库连接花费的时间很少,速度快,可以复用。------解决方案--------------------------------------------------------缓冲 初始化最初(配置) 回话同在数据库连接池的基本原理是在内部对象池中维护一定数量的数据库连接,并对外暴露数据库连接获取和返回方法。如:外部使用者可通过getConnection 方法获取连接,使用完毕后再通过releaseConnection 方法将连接返回,注意此时连接并没有关闭,而是由连接池管理器回收,并为下一次使用做好准备。------解决方案--------------------------------------------------------探讨优缺点是在不同的情况下体现的,比如现在连接池里有30个连接:1、如果应用同时最大只有10个以下,那么只有缺点,占用了资源。首先,让我们来看看连接池的概念:
1。连接池允许应用程序从连接池中获得一个连接并使用这个连接,而不需要为每一个连接请求重新建立一个连接。一旦一个新的连接被创建并且放置在连接池中,应用程序就可以重复使用这个连接而不必实施整个数据库连接创建过程。
2。当应用程序请求一个连接时,连接池为该应用程序分配一个连接而不是重新建立一个连接;当应用程序使用完连接后,该连接被归还给连接池而不是直接释放。
优点:
1。使用连接池的最主要的优点是性能。
2。创建一个新的数据库连接所耗费的时间主要取决于网络的速度以及应用程序和数据库服务器的(网络)距离,而且这个过程通常是一个很耗时的过程。而采用数据库连接池后,数据库连接请求可以直接通过连接池满足而不需要为该请求重新连接、认证到数据库服务器,这样就节省了时间。
缺点:
1。数据库连接池中可能存在着多个没有被使用的连接一直连接着数据库(这意味着资源的浪费)。
ps:这必须要求开发人员在开发时估计这个系统最大提供的数量是多少。
池的创建和分配
当连接打开时,将根据一种精确的匹配算法来创建连接池,该算法会使连接池与连接中的字符串相关联。每个连接池都与一个不同的连接字符串相关联。当新连接打开时,如果连接字符串不精确匹配现有池,则将创建一个新池。
在以下示例中,将创建三个新的 SqlConnection 对象,但只需要使用两个连接池来管理这些对象。请注意,第一个和第二个连接字符串的差异在于为 Initial Catalog 分配的值。
SqlConnection conn = new SqlConnection()
conn.ConnectionString = "Integrated Security=SSPIInitial Catalog=northwind"
conn.Open()
// 连接池A创建了
SqlConnection conn = new SqlConnection()
conn.ConnectionString = "Integrated Security=SSPIInitial Catalog=pubs"
conn.Open()
// 连接池B创建了,因为ConnectionString与A不匹配
SqlConnection conn = new SqlConnection()
conn.ConnectionString = "Integrated Security=SSPIInitial Catalog=northwind"
conn.Open()
// 使用A的连接池,因为ConnectionString与A匹配
连接池一旦创建,直到活动进程终止时才会被毁坏。非活动或空池的维护只需要最少的系统开销。
连接的添加
连接池是为每个唯一的连接字符串创建的。当创建一个池后,将创建多个连接对象并将其添加到该池中,以满足最小池大小的要求。连接将根据需要添加到池中,直至达到最大池大小。
当请求 SqlConnection 对象时,如果存在可用的连接,则将从池中获取该对象。若要成为可用连接,该连接当前必须未被使用,具有匹配的事务上下文或者不与任何事务上下文相关联,并且具有与服务器的有效链接。
如果已达到最大池大小且不存在可用的连接,则该请求将会排队。当连接被释放回池中时,连接池管理程序通过重新分配连接来满足这些请求。对 Connection 调用 Close 或 Dispose 时,连接被释放回池中。
警告 建议使用完 Connection 后始终将其关闭,以便连接可以返回到池中。这可以使用 Connection 对象的 Close 或 Dispose 方法来实现。不是显式关闭的连接可能不会添加或返回到池中。例如,如果连接已超出范围但没有显式关闭,则仅当达到最大池大小而该连接仍然有效时,该连接才会返回到连接池中。
注意 不要在类的 Finalize 方法中对 Connection、DataReader 或任何其他托管对象调用 Close 或 Dispose。在终结器中,仅释放类直接拥有的非托管资源。如果类不拥有任何非托管资源,则不要在类定义中包含 Finalize 方法。有关更多信息,请参见垃圾回收编程。
连接的移除
如果连接生存期已过期,或者连接池管理程序检测到与服务器的连接已断开,连接池管理程序将从池中移除该连接。请注意,只有在尝试与服务器进行通信后,才可以检测到这种情况。如果发现某连接不再连接到服务器,则会将其标记为无效。连接池管理程序会定期扫描连接池,查找已释放到池中并标记为无效的对象。找到后,这些连接将被永久移除。
如果存在与已消失的服务器的连接,那么即使连接池管理程序未检测到已断开的连接并将其标记为无效,仍有可能将此连接从池中取出。当发生这种情况时,将生成异常。但是,为了将该连接释放回池中,仍必须将其关闭。
字符串关键字:
Connection Lifetime 0 当连接返回到池中时,将对它的创建时间和当前时间进行比较,如果时间间隔超过由 Connection Lifetime 指定的值(以秒为单位),则会毁坏该连接。在聚集配置中可以使用它来强制在运行服务器和刚联机的服务器之间达到负载平衡。
如果值为零 (0),则将使池连接具有最大的超时期限。
Connection Reset 'true' 确定在从池中移除数据库连接时是否将其重置。对于 Microsoft SQL Server 版本 7.0,如果设置为 false,将避免在获取连接时经历一个额外的往返过程,但必须注意的是连接状态(如数据库上下文)不会被重置。
Enlist 'true' 当为 true 时,如果存在事务上下文,池管理程序将自动在创建线程的当前事务上下文中登记连接。
Max Pool Size 100 池中允许的最大连接数。
Min Pool Size 0 池中维护的最小连接数。
Pooling 'true' 当为 true 时,将从相应的池中取出连接,或者在必要时创建连接并将其添加到相应的池中。
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