基于JDBC的数据库连接池技术研究与应用

　　近年来，随着Internet/Intranet建网技术的飞速发展和在世界范围内的迅速普及，计算机　应用程序已从传统的桌面应用转到Web应用。基于B/S（Browser/Server）架构的3层开发模式逐渐取代C/S（Client/Server）架构的开发模式，成为开发企业级应用和电子商务普遍采用的技术。在Web应用开发的早期，主要使用的技术是CGI?ASP?PHP等。之后，Sun公司推出了基于Java语言的Servlet+Jsp+JavaBean技术。相比传统的开发技术，它具有跨平台?安全?有效?可移植等特性，这使其更便于使用和开发。

　　Java应用程序访问数据库的基本原理

　　在Java语言中，JDBC（Java DataBase Connection）是应用程序与数据库沟通的桥梁,

　　即Java语言通过JDBC技术访问数据库。JDBC是一种"开放"的方案，它为数据库应用开发人员?数据库前台工具开发人员提供了一种标准的应用程序设计接口，使开发人员可以用纯Java语言编写完整的数据库应用程序。JDBC提供两种API，分别是面向开发人员的API和面向底层的JDBC驱动程序API，底层主要通过直接的JDBC驱动和JDBC-ODBC桥驱动实现与数据库的连接。

　　一般来说，Java应用程序访问数据库的过程是

　　①装载数据库驱动程序；

　　②通过JDBC建立数据库连接；

　　③访问数据库，执行SQL语句；

　　④断开数据库连接。

　　JDBC作为一种数据库访问技术，具有简单易用的优点。但使用这种模式进行Web应用

　　程序开发，存在很多问题：首先，每一次Web请求都要建立一次数据库连接。建立连接是一个费时的活动，每次都得花费0.05s～1s的时间，而且系统还要分配内存资源。这个时间对于一次或几次数据库操作，或许感觉不出系统有多大的开销。可是对于现在的Web应用，尤其是大型电子商务网站，同时有几百人甚至几千人在线是很正常的事。在这种情况下，频繁的进行数据库连接操作势必占用很多的系统资源，网站的响应速度必定下降，严重的甚至会造成服务器的崩溃。不是危言耸听，这就是制约某些电子商务网站发展的技术瓶颈问题。其次，对于每一次数据库连接，使用完后都得断开。否则，如果程序出现异常而未能关闭，将会导致数据库系统中的内存泄漏，最终将不得不重启数据库。还有，这种开发不能控制被创建的连接对象数，系统资源会被毫无顾及的分配出去，如连接过多，也可能导致内存泄漏，服务器崩溃。
数据库连接池（connection pool）的工作原理

　　1、基本概念及原理
我们知道，对于共享资源，有一个很著名的设计模式：资源池（Resource Pool）。该模式正是为了解决资源的频繁分配?释放所造成的问题。为解决上述问题，可以采用数据库连接池技术。数据库连接池的基本思想就是为数据库连接建立一个"缓冲池"。预先在缓冲池中放入一定数量的连接，当需要建立数据库连接时，只需从"缓冲池"中取出一个，使用完毕之后再放回去。我们可以通过设定连接池最大连接数来防止系统无尽的与数据库连接。更为重要的是我们可以通过连接池的管理机制监视数据库的连接的数量?使用情况，为系统开发?测试及性能调整提供依据。连接池的基本工作原理见下图2。

　　2、服务器自带的连接池

　　1、并发问题

　　public synchronized Connection getConnection（）

　　2、多数据库服务器和多用户

　　对于同一个数据库有多个用户使用不同的名称和密码访问的情况，也可以通过资源文件处理，即在资源文件中设置多个具有相同url地址，但具有不同用户名和密码的数据库连接信息。

　　3、事务处理

　　在Java语言中，Connection类本身提供了对事务的支持，可以通过设置Connection的AutoCommit属性为false,然后显式的调用commit或rollback方法来实现。但要高效的进行Connection复用，就必须提供相应的事务支持机制。可采用每一个事务独占一个连接来实现，这种方法可以大大降低事务管理的复杂性。

　　4、连接池的分配与释放

　　对于连接的管理可使用空闲池。即把已经创建但尚未分配出去的连接按创建时间存放到一个空闲池中。每当用户请求一个连接时，系统首先检查空闲池内有没有空闲连接。如果有就把建立时间最长（通过容器的顺序存放实现）的那个连接分配给他（实际是先做连接是否有效的判断，如果可用就分配给用户，如不可用就把这个连接从空闲池删掉，重新检测空闲池是否还有连接）；如果没有则检查当前所开连接池是否达到连接池所允许的最大连接数（maxConn）,如果没有达到，就新建一个连接，如果已经达到，就等待一定的时间（timeout）。如果在等待的时间内有连接被释放出来就可以把这个连接分配给等待的用户，如果等待时间超过预定时间timeout,则返回空值（null）。系统对已经分配出去正在使用的连接只做计数，当使用完后再返还给空闲池。对于空闲连接的状态，可开辟专门的线程定时检测，这样会花费一定的系统开销，但可以保证较快的响应速度。也可采取不开辟专门线程，只是在分配前检测的方法。

　　5、连接池的配置与维护

　　如何确保连接池中的最小连接数呢？有动态和静态两种策略。动态即每隔一定时间就对连接池进行检测，如果发现连接数量小于最小连接数，则补充相应数量的新连接,以保证连接池的正常运转。静态是发现空闲连接不够时再去检查。
连接池的实现

　　1、连接池模型

　　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

　　public class DBConnectionPool implements TimerListener{
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 maxConn;//连接池里允许存在的最大连接数
private String password;//连接数据库时需要的密码
private String user;//连接数据库时需要的用户名
public DBConnectionPool(String name, String URL, String user, String 
public synchronized void freeConnection(Connection con) //使用完毕之后，//把连接返还给空闲池
public synchronized void release()//断开所有连接，释放占用的系统资源
public synchronized void TimerEvent() //定时器事件处理函数
public class DBConnectionManager {
static private int clients;//客户数量
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
private DBConnectionManager()//私有构造函数,在其中调用初始化函数init()
public Connection getConnection(String name)//从名字为name的连接池对象//中得到一个连接
//的连接池对象中取得一个连接，time是等待时间
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 loadDrivers(Properties props)//装载数据库驱动程序

　　3、连接池使用

　　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 destroy() { 
} 
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。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。