JSP数据库连接池的必要性 用3PAR

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 }