源码分析系列教程(07) - 手写数据库连接池

本文涉及的产品
RDS MySQL Serverless 基础系列,0.5-2RCU 50GB
RDS MySQL Serverless 高可用系列,价值2615元额度,1个月
云数据库 RDS PostgreSQL,高可用系列 2核4GB
简介: 源码分析系列教程(07) - 手写数据库连接池

代码已上传到GitHub,有兴趣的同学可以下载来看看:https://github.com/ylw-github/Java-CodeAnalysis-Demo

先看看包结构:

1.添加maven依赖:

<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <version>5.1.25</version>
</dependency>

2.配置文件DbBean:

package com.ylw.db_pool;
public class DbBean {
    /* 链接属性 */
    private String driverName = "com.mysql.jdbc.Driver";
    private String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
    private String userName = "root";
    private String password = "123456";
    private String poolName = "thread01";// 连接池名字
    private int minConnections = 1; // 空闲池,最小连接数
    private int maxConnections = 10; // 空闲池,最大连接数
    private int initConnections = 5;// 初始化连接数
    private long connTimeOut = 1000;// 重复获得连接的频率
    private int maxActiveConnections = 100;// 最大允许的连接数,和数据库对应
    private long connectionTimeOut = 1000 * 60 * 20;// 连接超时时间,默认20分钟
    public String getDriverName() {
        return driverName;
    }
    public void setDriverName(String driverName) {
        this.driverName = driverName;
    }
    public String getUrl() {
        return url;
    }
    public void setUrl(String url) {
        this.url = url;
    }
    public String getUserName() {
        return userName;
    }
    public void setUserName(String userName) {
        this.userName = userName;
    }
    public String getPassword() {
        return password;
    }
    public void setPassword(String password) {
        this.password = password;
    }
    public String getPoolName() {
        return poolName;
    }
    public void setPoolName(String poolName) {
        this.poolName = poolName;
    }
    public int getMinConnections() {
        return minConnections;
    }
    public void setMinConnections(int minConnections) {
        this.minConnections = minConnections;
    }
    public int getMaxConnections() {
        return maxConnections;
    }
    public void setMaxConnections(int maxConnections) {
        this.maxConnections = maxConnections;
    }
    public int getInitConnections() {
        return initConnections;
    }
    public void setInitConnections(int initConnections) {
        this.initConnections = initConnections;
    }
    public long getConnTimeOut() {
        return connTimeOut;
    }
    public void setConnTimeOut(long connTimeOut) {
        this.connTimeOut = connTimeOut;
    }
    public int getMaxActiveConnections() {
        return maxActiveConnections;
    }
    public void setMaxActiveConnections(int maxActiveConnections) {
        this.maxActiveConnections = maxActiveConnections;
    }
    public long getConnectionTimeOut() {
        return connectionTimeOut;
    }
    public void setConnectionTimeOut(long connectionTimeOut) {
        this.connectionTimeOut = connectionTimeOut;
    }
}

3.定义连接池接口并实现:

// 1.定义数据库连接池接口:
public interface IConnectionPool {
  // 获取连接(重复利用机制)
  public Connection getConnection();
  // 释放连接(可回收机制)
  public void releaseConnection(Connection connection);
}
//2.实现数据库连接池接口:
public class ConnectionPool implements IConnectionPool {
    // 使用线程安全的集合 空闲线程 容器 没有被使用的连接存放
    private List<Connection> freeConnection = new Vector<Connection>();
    // 使用线程安全的集合 活动线程 容器 容器正在使用的连接
    private List<Connection> activeConnection = new Vector<Connection>();
    private DbBean dbBean;
    private int countConne = 0;
    public ConnectionPool(DbBean dbBean) {
        // 获取配置文件信息
        this.dbBean = dbBean;
        init();
    }
    // 初始化线程池(初始化空闲线程)
    private void init() {
        if (dbBean == null) {
            return;// 注意最好抛出异常
        }
        // 1.获取初始化连接数
        for (int i = 0; i < dbBean.getInitConnections(); i++) {
            // 2.创建Connection连接
            Connection newConnection = newConnection();
            if (newConnection != null) {
                // 3.存放在freeConnection集合
                freeConnection.add(newConnection);
            }
        }
    }
    // 创建Connection连接
    private synchronized Connection newConnection() {
        try {
            Class.forName(dbBean.getDriverName());
            Connection connection = DriverManager.getConnection(dbBean.getUrl(), dbBean.getUserName(),
                    dbBean.getPassword());
            countConne++;
            return connection;
        } catch (Exception e) {
            return null;
        }
    }
    // 调用getConnection方法 --- 获取连接
    public synchronized Connection getConnection() {
        try {
            Connection connection = null;
            // 思考:怎么知道当前创建的连接>最大连接数
            if (countConne < dbBean.getMaxActiveConnections()) {
                // 小于最大活动连接数
                // 1.判断空闲线程是否有数据
                if (freeConnection.size() > 0) {
                    // 空闲线程有存在连接
                    // ==freeConnection.get(0);freeConnection.remove(0)
                    // 拿到在删除
                    connection = freeConnection.remove(0);
                } else {
                    // 创建新的连接
                    connection = newConnection();
                }
                // 判断连接是否可用
                boolean available = isAvailable(connection);
                if (available) {
                    // 存放在活动线程池
                    activeConnection.add(connection);
                    countConne++;
                } else {
                    countConne--;
                    connection = getConnection();// 怎么使用重试? 递归算法
                }
            } else {
                // 大于最大活动连接数,进行等待
                wait(dbBean.getConnTimeOut());
                // 重试
                connection = getConnection();
            }
            return connection;
        } catch (Exception e) {
            return null;
        }
    }
    // 判断连接是否可用
    public boolean isAvailable(Connection connection) {
        try {
            if (connection == null || connection.isClosed()) {
                return false;
            }
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }
        return true;
    }
    // 释放连接 回收
    public synchronized void releaseConnection(Connection connection) {
        try {
            // 1.判断连接是否可用
            if (isAvailable(connection)) {
                // 2.判断空闲线程是否已满
                if (freeConnection.size() < dbBean.getMaxConnections()) {
                    // 空闲线程没有满
                    freeConnection.add(connection);// 回收连接
                } else {
                    // 空闲线程已经满
                    connection.close();
                }
                activeConnection.remove(connection);
                countConne--;
                notifyAll();
            }
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        }
    }
}

4.数据库连接池管理者:

// 管理线程池
public class ConnectionPoolManager {
  private static DbBean dbBean = new DbBean();
  private static ConnectionPool connectionPool = new ConnectionPool(dbBean);
  // 获取连接(重复利用机制)
  public static Connection getConnection() {
    return connectionPool.getConnection();
  }
  // 释放连接(可回收机制)
  public static void releaseConnection(Connection connection) {
    connectionPool.releaseConnection(connection);
  }
}

好的,以上数据库连接池代码编写完成,接下来进行单元测试:

public class DBPoolTest {
    @Test
    public void test() {
        ThreadConnection dBThread = new ThreadConnection();
        for (int i = 1; i <= 3; i++) {
            Thread thread = new Thread(dBThread, "用户线程" + i);
            thread.start();
        }
    }
    class ThreadConnection implements Runnable {
        public void run() {
            for (int i = 0; i < 10; i++) {
                Connection connection = ConnectionPoolManager.getConnection();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",connection:" + connection);
                ConnectionPoolManager.releaseConnection(connection);
            }
        }
    }
}

总结:

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