用连接池提高Servlet访问数据库的效率 (-).txt

作者：jeru

日期：2000-12-7 11:45:06 Java Servlet作为首选的服务器端数据处理技术，正在迅速取代CGI脚本。Servlet超越CGI的优势之一在于，不仅多个请求

可以共享公用资源，而且还可以在不同用户请求之间保留持续数据。本文介绍一种充分发挥该特色的实用技术，即数据库连 接池。

一、实现连接池的意义

动态Web站点往往用数据库存储的信息生成Web页面，每一个页面请求导致一次数据库访问。连接 数据库不仅要开销一定的通讯和内存资源，还必须完成用户验证、安全上下文配置这类任务，因而往往成为最为耗时的操

作。当然，实际的连接时间开销千变万化，但1到2秒延迟并非不常见。如果某个基于数据库的Web应用只需建立一次初始连 接，不同页面请求能够共享同一连接，就能获得显著的性能改善。

Servlet是一个Java类。Servlet引擎（它可能是Web服务软件的一部分，也可能是一个独立的附加模块）在系统启动或Servlet 第一次被请求时将该类装入Java虚拟机并创建它的一个实例。不同用户请求由同一Servlet实例的多个独立线程处理。那些要

求在不同请求之间持续有效的数据既可以用Servlet的实例变量来保存，也可以保存在独立的辅助对象中。 用JDBC访问数据库首先要创建与数据库之间的连接，获得一个连接对象（Connection），由连接对象提供执行SQL语句的方法。

本文介绍的数据库连接池包括一个管理类DBConnectionManager，负责提供与多个连接池对象（DBConnectionPool类）之间 的接口。每一个连接池对象管理一组JDBC连接对象，每一个连接对象可以被任意数量的Servlet共享。

类DBConnectionPool提供以下功能：

1) 从连接池获取（或创建）可用连接。 2) 把连接返回给连接池。

3) 在系统关闭时释放所有资源，关闭所有连接。

此外， DBConnectionPool类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超过某个预定值。

管理类DBConnectionManager用于管理多个连接池对象，它提供以下功能：

1) 装载和注册JDBC驱动程序。 2) 根据在属性文件中定义的属性创建连接池对象。

3) 实现连接池名字与其实例之间的映射。 4) 跟踪客户程序对连接池的引用，保证在最后一个客户程序结束时安全地关闭所有连接池。

本文余下部分将详细说明这两个类，最后给出一个示例演示Servlet使用连接池的一般过程。

二、具体实现

DBConnectionManager.java程序清单如下：

001 import java.io./; 002 import java.sql./;

003 import java.util./*; 004 import java.util.Date;

005 006 ///

007 / 管理类DBConnectionManager支持对一个或多个由属性文件定义的数据库连接 008 / 池的访问.客户程序可以调用getInstance()方法访问本类的唯一实例.

009 /*/ 010 public class DBConnectionManager {

011 static private DBConnectionManager instance; // 唯一实例 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 / 返回唯一实例.如果是第一次调用此方法,则创建实例 020 /

021 / @return DBConnectionManager 唯一实例 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 /* 建构函数私有以防止其它对象创建本类实例

033 /*/ 034 private DBConnectionManager() {

035 init(); 036 }

037 038 ///

039 / 将连接对象返回给由名字指定的连接池 040 /

041 / @param name 在属性文件中定义的连接池名字 042 / @param con 连接对象

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 /* 获得一个可用的(空闲的)连接.如果没有可用连接,且已有连接数小于最大连接数

053 / 限制,则创建并返回新连接 054 /

055 / @param name 在属性文件中定义的连接池名字 056 / @return Connection 可用连接或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 / 获得一个可用连接.若没有可用连接,且已有连接数小于最大连接数限制, 068 / 则创建并返回新连接.否则,在指定的时间内等待其它线程释放连接.

069 / 070 / @param name 连接池名字

071 / @param time 以毫秒计的等待时间 072 / @return Connection 可用连接或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 / 关闭所有连接,撤销驱动程序的注册 084 //

085 public synchronized void release() { 086 // 等待直到最后一个客户程序调用

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("撤销JDBC驱动程序 " + driver.getClass().getName()+"的注册"); 102 }

103 catch (SQLException e) { 104 log(e, "无法撤销下列JDBC驱动程序的注册: " + driver.getClass().getName());

105 } 106 }

107 } 108

109 /// 110 /* 根据指定属性创建连接池实例.

111 / 112 / @param props 连接池属性

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("没有为连接池" + 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("错误的最大连接数限制: " + maxconn + " .连接池: " + poolName); 134 max = 0;

135 } 136 DBConnectionPool pool =

137 new DBConnectionPool(poolName, url, user, password, max); 138 pools.put(poolName, pool);

139 log("成功创建连接池" + poolName); 140 }

141 } 142 }

143 144 ///

145 / 读取属性完成初始化 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("不能读取属性文件. " +

155 "请确保db.properties在CLASSPATH指定的路径中"); 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("无法打开日志文件: " + logFile); 164 log = new PrintWriter(System.err);

165 } 166 loadDrivers(dbProps);

167 createPools(dbProps); 168 }

169 170 ///

171 / 装载和注册所有JDBC驱动程序 172 /

173 / @param props 属性 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("成功注册JDBC驱动程序" + driverClassName); 186 }

187 catch (Exception e) { 188 log("无法注册JDBC驱动程序: " +

189 driverClassName + ", 错误: " + e); 190 }

191 } 192 }

193 194 ///

195 / 将文本信息写入日志文件 196 //

197 private void log(String msg) { 198 log.println(new Date() + ": " + msg);

199 } 200

201 /// 202 /* 将文本信息与异常写入日志文件

203 /*/ 204 private void log(Throwable e, String msg) {

205 log.println(new Date() + ": " + msg); 206 e.printStackTrace(log);

207 } 208

209 /// 210 /* 此内部类定义了一个连接池.它能够根据要求创建新连接,直到预定的最

211 / 大连接数为止.在返回连接给客户程序之前,它能够验证连接的有效性. 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 / 创建新的连接池 224 /

225 / @param name 连接池名字 226 / @param URL 数据库的JDBC URL

227 / @param user 数据库帐号,或 null 228 / @param password 密码,或 null

229 / @param maxConn 此连接池允许建立的最大连接数 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 / 将不再使用的连接返回给连接池 242 /

243 / @param con 客户程序释放的连接 244 //

245 public synchronized void freeConnection(Connection con) { 246 // 将指定连接加入到向量末尾

247 freeConnections.addElement(con); 248 checkedOut--;

249 notifyAll(); 250 }

251 252 ///

253 / 从连接池获得一个可用连接.如没有空闲的连接且当前连接数小于最大连接 254 / 数限制,则创建新连接.如原来登记为可用的连接不再有效,则从向量删除之,

255 / 然后递归调用自己以尝试新的可用连接. 256 //

257 public synchronized Connection getConnection() { 258 Connection con = null;

259 if (freeConnections.size() > 0) { 260 // 获取向量中第一个可用连接

261 con = (Connection) freeConnections.firstElement(); 262 freeConnections.removeElementAt(0);

263 try { 264 if (con.isClosed()) {

265 log("从连接池" + name+"删除一个无效连接"); 266 // 递归调用自己,尝试再次获取可用连接

267 con = getConnection(); 268 }

269 } 270 catch (SQLException e) {

271 log("从连接池" + name+"删除一个无效连接"); 272 // 递归调用自己,尝试再次获取可用连接

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 /* 从连接池获取可用连接.可以指定客户程序能够等待的最长时间

287 / 参见前一个getConnection()方法. 288 /

289 / @param timeout 以毫秒计的等待时间限制 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()返回的原因是超时

301 return null; 302 }

303 } 304 return con;

305 } 306

307 /// 308 /* 关闭所有连接

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("关闭连接池" + name+"中的一个连接");

317 } 318 catch (SQLException e) {

319 log(e, "无法关闭连接池" + name+"中的连接"); 320 }

321 } 322 freeConnections.removeAllElements();

323 } 324

325 /// 326 /* 创建新的连接

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("连接池" + name+"创建一个新的连接"); 338 }

339 catch (SQLException e) { 340 log(e, "无法创建下列URL的连接: " + URL);

341 return null; 342 }

343 return con; 344 }

345 } 346 }