【java】简单实现数据库连接池

简介: 一直在想java事务是怎么实现的,在原声jdbc的时候级别下,我们可以通过关掉autocommit 然后再手动commit。但是项目开发中基本上是看不见conection的。所以自己决定简单实现框架的一点皮毛功能。

一直在想java事务是怎么实现的,在原声jdbc的时候级别下,我们可以通过关掉autocommit 然后再手动commit。但是项目开发中基本上是看不见conection的。所以自己决定简单实现框架的一点皮毛功能。首先就是数据库连接池了

1. 先定义一个接口

import java.sql.Connection;

public interface IConnectionPool {

    /**
     * 获取一个连接
     * @return
     */
    Connection getConnection();

    /**
     * 用完后调用,把连接放回池中,实现复用
     */
    void freeLocalConnection();

    /**
     * 销毁连接池
     */
    void destroy();

    //测试用
    void status();

}

2. 实现数据库连接池的代码, 为了线程安全,简单粗暴地用synchronized关键字

  实现事务的关键是,我们执行一个事务的Connection是同一个,我们可以在事务控制的时候用AOP,在事务开始的时候 调用setAutoCommit(false)  然后在事务代码之后调用commit()方法.

  所以在数据库连接池中使用了一个ThreadLocal来保证一条线程拿到的是同一个Connection。

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.List;
import java.util.Properties;
import java.util.Vector;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class ConnectionPollImpl implements IConnectionPool{
    
    private String username;
    private String password;
    private String url;
    private String driver;

    private Integer maxSize;
    private Integer initSize = 5;
    private long timeOut;
    
    //连接总数
    private AtomicInteger totalSize = new AtomicInteger(0);
    //空闲的连接
    private List<Connection> freeConnections = new Vector<>();
    //已经被使用的连接
    private List<Connection> activeConnections = new Vector<>();
    //存储当前线程的连接, 事务控制的关键
    private ThreadLocal<Connection> localConnection = new ThreadLocal<Connection>(){

        /**
         * 第一次调用get()方法时执行
         * @return
         */
        @Override
        protected Connection initialValue() {
            try {
                return connect();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return null;
        }

        @Override
        public void remove() {
            Connection connection = get();
            activeConnections.remove(connection);
            freeConnections.add(connection);
            super.remove();
        }
    };

    private static ConnectionPollImpl instance;
    
    

    public ConnectionPollImpl() {
        loadConfig();
        init();
    }


    private void init() {
        try {
            for(int i=0;i < initSize;i++){
                freeConnections.add(newConnection());
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    public static ConnectionPollImpl getInstance() {
        synchronized (ConnectionPollImpl.class) {
            if (instance == null) {
                synchronized (ConnectionPollImpl.class) {
                    if(instance == null) {
                        instance = new ConnectionPollImpl();
                    }
                }
            }
        }
        return instance;
    }



    @Override
    public synchronized Connection getConnection() {
        return localConnection.get();
    }

    @Override
    public void freeLocalConnection() {
        localConnection.remove();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "释放了一个连接");

    }

    @Override
    public synchronized void destroy() {
        try {
            for(Connection connection : freeConnections) {
                freeConnections.remove(connection);
                connection.close();
            }
            freeConnections = null;
            for (Connection connection : activeConnections) {
                activeConnections.remove(connection);
                connection.close();
            }
            activeConnections = null;
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }


    }

    @Override
    public synchronized void status() {

        System.out.println("当前连接池总连接数为: " + totalSize.get() + " , 空闲连接数为:" + freeConnections.size() + "使用中的连接数为:" + activeConnections.size());

    }

    private synchronized Connection connect() throws SQLException {
        // 判断有没有闲置的连接
        if(freeConnections.size() > 0) {
            //如果有闲置连接,直接拿第一个
            Connection connection = freeConnections.get(0);
            freeConnections.remove(0);
            //连接可用,返回;不可用,继续拿
            if (isValid(connection)) {
                activeConnections.add(connection);
                return connection;
            } else {
                return connect();
            }
        } else {
            //没有闲置连接, 判断当前连接池是否饱和
            if(totalSize.get() == maxSize) {
                //如果饱和,等待, 继续获取
                try {
                    wait(timeOut);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                return connect();
            } else {
                //没有饱和,新建一个连接
                Connection connection = newConnection();
                if(connection != null) {
                    activeConnections.add(connection);
                    return connection;
                } else {
                    throw new SQLException();
                }
            }
        }
    }



    private synchronized Connection newConnection() throws SQLException {
        try {
            Class.forName(this.driver);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Connection connection =  DriverManager.getConnection(url, username, password);
        totalSize.incrementAndGet();
        return connection;
    }

    private boolean isValid(Connection connection) {
        try {
            return connection != null && !connection.isClosed();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return false;
    }




    private void loadConfig(){
        //读取配置文件
        InputStream in = ConnectionPollImpl.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
        Properties p = new Properties();
        try {
            p.load(in);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                in.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        this.username = p.getProperty("jdbc.username");
        this.password = p.getProperty("jdbc.password");
        this.url = p.getProperty("jdbc.url");
        this.driver = p.getProperty("jdbc.driver");

        this.maxSize = Integer.valueOf(p.getProperty("noob.maxSize","20"));
        this.initSize = Integer.valueOf(p.getProperty("noob.initSize","5"));
        this.timeOut = Long.valueOf(p.getProperty("noob.timeOut","1200"));

    }
}

 测试代码

import java.sql.Connection;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        IConnectionPool connectionPool = ConnectionPollImpl.getInstance();
        
        //开启一个线程查看连接池的状态
        ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        service.scheduleWithFixedDelay(connectionPool::status, 0, 5, TimeUnit.SECONDS);
        
        //开启20个线程,不断获取连接,比较哈希值看同一个线程取出的连接是不是同一个
        for(int i = 0; i < 20; i++) {
            Random random = new Random();
            int count = random.nextInt(30) + 3;
            Thread t = new Thread(() ->{
                try {
                    for (int j = 0; j < count; j++) {
                        Connection connection = connectionPool.getConnection();
                        
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "共" + count + "次循环, 目前第" + (j + 1) + "次" + " hashcode :" + connection.hashCode());
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                connectionPool.freeLocalConnection();
            });
            t.setName("test" + i);
            t.start();
        }
    }
}

测试结果, 从结果看基本实现了想要的功能

  1. 控制连接池的大小

  2. 一个线程释放一个连接后会把连接放回池中给别的线程用

  3. 一个线程始终取出同一个连接

当前连接池总连接数为: 5 , 空闲连接数为:5使用中的连接数为:0
test6共22次循环, 目前第1次 hashcode :691902360
test2共18次循环, 目前第1次 hashcode :708075980
test3共16次循环, 目前第1次 hashcode :1535444742
test4共25次循环, 目前第1次 hashcode :1149790650
test5共15次循环, 目前第1次 hashcode :1825737020
test1共16次循环, 目前第1次 hashcode :2094482202
test0共21次循环, 目前第1次 hashcode :889774551
test18共16次循环, 目前第1次 hashcode :1626524709
test11共17次循环, 目前第1次 hashcode :912223199
test19共28次循环, 目前第1次 hashcode :422379330
test3共16次循环, 目前第2次 hashcode :1535444742
test2共18次循环, 目前第2次 hashcode :708075980
test6共22次循环, 目前第2次 hashcode :691902360
test5共15次循环, 目前第2次 hashcode :1825737020
test4共25次循环, 目前第2次 hashcode :1149790650
test1共16次循环, 目前第2次 hashcode :2094482202
test0共21次循环, 目前第2次 hashcode :889774551
test18共16次循环, 目前第2次 hashcode :1626524709
test11共17次循环, 目前第2次 hashcode :912223199
test19共28次循环, 目前第2次 hashcode :422379330
test2共18次循环, 目前第3次 hashcode :708075980
test4共25次循环, 目前第3次 hashcode :1149790650
test3共16次循环, 目前第3次 hashcode :1535444742
test6共22次循环, 目前第3次 hashcode :691902360
test5共15次循环, 目前第3次 hashcode :1825737020
test1共16次循环, 目前第3次 hashcode :2094482202
test0共21次循环, 目前第3次 hashcode :889774551
test18共16次循环, 目前第3次 hashcode :1626524709
test11共17次循环, 目前第3次 hashcode :912223199
test19共28次循环, 目前第3次 hashcode :422379330
test5共15次循环, 目前第4次 hashcode :1825737020
test2共18次循环, 目前第4次 hashcode :708075980
test6共22次循环, 目前第4次 hashcode :691902360
test3共16次循环, 目前第4次 hashcode :1535444742
test4共25次循环, 目前第4次 hashcode :1149790650
test1共16次循环, 目前第4次 hashcode :2094482202
test0共21次循环, 目前第4次 hashcode :889774551
test18共16次循环, 目前第4次 hashcode :1626524709
test11共17次循环, 目前第4次 hashcode :912223199
test19共28次循环, 目前第4次 hashcode :422379330
test3共16次循环, 目前第5次 hashcode :1535444742
test5共15次循环, 目前第5次 hashcode :1825737020
test6共22次循环, 目前第5次 hashcode :691902360
test4共25次循环, 目前第5次 hashcode :1149790650
test2共18次循环, 目前第5次 hashcode :708075980
test1共16次循环, 目前第5次 hashcode :2094482202
test0共21次循环, 目前第5次 hashcode :889774551
test18共16次循环, 目前第5次 hashcode :1626524709
test11共17次循环, 目前第5次 hashcode :912223199
test19共28次循环, 目前第5次 hashcode :422379330
test3共16次循环, 目前第6次 hashcode :1535444742
test5共15次循环, 目前第6次 hashcode :1825737020
test4共25次循环, 目前第6次 hashcode :1149790650
test2共18次循环, 目前第6次 hashcode :708075980
test6共22次循环, 目前第6次 hashcode :691902360
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:0使用中的连接数为:10
test1共16次循环, 目前第6次 hashcode :2094482202
test0共21次循环, 目前第6次 hashcode :889774551
test18共16次循环, 目前第6次 hashcode :1626524709
test11共17次循环, 目前第6次 hashcode :912223199
test19共28次循环, 目前第6次 hashcode :422379330
test2共18次循环, 目前第7次 hashcode :708075980
test4共25次循环, 目前第7次 hashcode :1149790650
test6共22次循环, 目前第7次 hashcode :691902360
test3共16次循环, 目前第7次 hashcode :1535444742
test5共15次循环, 目前第7次 hashcode :1825737020
test1共16次循环, 目前第7次 hashcode :2094482202
test0共21次循环, 目前第7次 hashcode :889774551
test18共16次循环, 目前第7次 hashcode :1626524709
test11共17次循环, 目前第7次 hashcode :912223199
test19共28次循环, 目前第7次 hashcode :422379330
test3共16次循环, 目前第8次 hashcode :1535444742
test5共15次循环, 目前第8次 hashcode :1825737020
test2共18次循环, 目前第8次 hashcode :708075980
test6共22次循环, 目前第8次 hashcode :691902360
test4共25次循环, 目前第8次 hashcode :1149790650
test1共16次循环, 目前第8次 hashcode :2094482202
test0共21次循环, 目前第8次 hashcode :889774551
test18共16次循环, 目前第8次 hashcode :1626524709
test11共17次循环, 目前第8次 hashcode :912223199
test19共28次循环, 目前第8次 hashcode :422379330
test5共15次循环, 目前第9次 hashcode :1825737020
test4共25次循环, 目前第9次 hashcode :1149790650
test3共16次循环, 目前第9次 hashcode :1535444742
test2共18次循环, 目前第9次 hashcode :708075980
test6共22次循环, 目前第9次 hashcode :691902360
test1共16次循环, 目前第9次 hashcode :2094482202
test0共21次循环, 目前第9次 hashcode :889774551
test18共16次循环, 目前第9次 hashcode :1626524709
test11共17次循环, 目前第9次 hashcode :912223199
test19共28次循环, 目前第9次 hashcode :422379330
test5共15次循环, 目前第10次 hashcode :1825737020
test6共22次循环, 目前第10次 hashcode :691902360
test3共16次循环, 目前第10次 hashcode :1535444742
test2共18次循环, 目前第10次 hashcode :708075980
test4共25次循环, 目前第10次 hashcode :1149790650
test1共16次循环, 目前第10次 hashcode :2094482202
test0共21次循环, 目前第10次 hashcode :889774551
test18共16次循环, 目前第10次 hashcode :1626524709
test11共17次循环, 目前第10次 hashcode :912223199
test19共28次循环, 目前第10次 hashcode :422379330
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:0使用中的连接数为:10
test5共15次循环, 目前第11次 hashcode :1825737020
test3共16次循环, 目前第11次 hashcode :1535444742
test6共22次循环, 目前第11次 hashcode :691902360
test4共25次循环, 目前第11次 hashcode :1149790650
test2共18次循环, 目前第11次 hashcode :708075980
test1共16次循环, 目前第11次 hashcode :2094482202
test0共21次循环, 目前第11次 hashcode :889774551
test18共16次循环, 目前第11次 hashcode :1626524709
test11共17次循环, 目前第11次 hashcode :912223199
test19共28次循环, 目前第11次 hashcode :422379330
test2共18次循环, 目前第12次 hashcode :708075980
test5共15次循环, 目前第12次 hashcode :1825737020
test3共16次循环, 目前第12次 hashcode :1535444742
test6共22次循环, 目前第12次 hashcode :691902360
test4共25次循环, 目前第12次 hashcode :1149790650
test1共16次循环, 目前第12次 hashcode :2094482202
test0共21次循环, 目前第12次 hashcode :889774551
test18共16次循环, 目前第12次 hashcode :1626524709
test11共17次循环, 目前第12次 hashcode :912223199
test19共28次循环, 目前第12次 hashcode :422379330
test6共22次循环, 目前第13次 hashcode :691902360
test2共18次循环, 目前第13次 hashcode :708075980
test3共16次循环, 目前第13次 hashcode :1535444742
test5共15次循环, 目前第13次 hashcode :1825737020
test4共25次循环, 目前第13次 hashcode :1149790650
test1共16次循环, 目前第13次 hashcode :2094482202
test0共21次循环, 目前第13次 hashcode :889774551
test18共16次循环, 目前第13次 hashcode :1626524709
test11共17次循环, 目前第13次 hashcode :912223199
test19共28次循环, 目前第13次 hashcode :422379330
test3共16次循环, 目前第14次 hashcode :1535444742
test5共15次循环, 目前第14次 hashcode :1825737020
test6共22次循环, 目前第14次 hashcode :691902360
test4共25次循环, 目前第14次 hashcode :1149790650
test2共18次循环, 目前第14次 hashcode :708075980
test1共16次循环, 目前第14次 hashcode :2094482202
test0共21次循环, 目前第14次 hashcode :889774551
test18共16次循环, 目前第14次 hashcode :1626524709
test11共17次循环, 目前第14次 hashcode :912223199
test19共28次循环, 目前第14次 hashcode :422379330
test2共18次循环, 目前第15次 hashcode :708075980
test5共15次循环, 目前第15次 hashcode :1825737020
test4共25次循环, 目前第15次 hashcode :1149790650
test6共22次循环, 目前第15次 hashcode :691902360
test3共16次循环, 目前第15次 hashcode :1535444742
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当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:3使用中的连接数为:7
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test17释放了一个连接
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当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:5使用中的连接数为:5
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test13共30次循环, 目前第27次 hashcode :912223199
test14共27次循环, 目前第27次 hashcode :708075980
test8共31次循环, 目前第29次 hashcode :1535444742
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:7使用中的连接数为:3
test13共30次循环, 目前第28次 hashcode :912223199
test14释放了一个连接
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test13共30次循环, 目前第29次 hashcode :912223199
test8共31次循环, 目前第31次 hashcode :1535444742
test13共30次循环, 目前第30次 hashcode :912223199
test8释放了一个连接
test13释放了一个连接
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为:10使用中的连接数为:0
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在Java应用开发中,数据库操作常成为性能瓶颈。频繁的数据库连接建立和断开增加了系统开销,导致性能下降。本文通过问题解答形式,深入探讨Java连接池技术如何通过复用数据库连接,显著减少连接开销,提升系统性能。文章详细介绍了连接池的优势、选择标准、使用方法及优化策略,帮助开发者实现数据库性能的飞跃。
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2天前
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SQL Java 数据库连接
打破瓶颈:利用Java连接池技术提升数据库访问效率
在Java应用中,数据库访问常成为性能瓶颈。连接池技术通过预建立并复用数据库连接,避免了频繁的连接建立和断开,显著提升了数据库访问效率。常见的连接池库包括HikariCP、C3P0和DBCP,它们提供了丰富的配置选项和强大的功能,帮助优化应用性能。
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26天前
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Java 关系型数据库 MySQL
如何用java的虚拟线程连接数据库
本文介绍了如何使用Java虚拟线程连接数据库,包括设置JDK版本、创建虚拟线程的方法和使用虚拟线程连接MySQL数据库的示例代码。
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如何用java的虚拟线程连接数据库
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26天前
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关系型数据库 MySQL Java
java协程操作mysql数据库
本文介绍了如何在Java项目中使用虚拟线程和协程操作MySQL数据库,并通过代码示例展示了如何利用CompletableFuture实现非阻塞数据库连接和操作。
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java协程操作mysql数据库
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19天前
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Java 数据库
案例一:去掉数据库某列中的所有英文,利用java正则表达式去做,核心:去掉字符串中的英文
这篇文章介绍了如何使用Java正则表达式从数据库某列中去除所有英文字符。
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2月前
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存储 关系型数据库 MySQL
【Java面试题汇总】MySQL数据库篇(2023版)
聚簇索引和非聚簇索引、索引的底层数据结构、B树和B+树、MySQL为什么不用红黑树而用B+树、数据库引擎有哪些、InnoDB的MVCC、乐观锁和悲观锁、ACID、事务隔离级别、MySQL主从同步、MySQL调优
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27天前
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安全 算法 Java
数据库信息/密码加盐加密 —— Java代码手写+集成两种方式,手把手教学!保证能用!
本文提供了在数据库中对密码等敏感信息进行加盐加密的详细教程,包括手写MD5加密算法和使用Spring Security的BCryptPasswordEncoder进行加密,并强调了使用BCryptPasswordEncoder时需要注意的Spring Security配置问题。
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数据库信息/密码加盐加密 —— Java代码手写+集成两种方式,手把手教学!保证能用!