手写连接池

手写连接池

概念

池：一个高级的集合体(集合存储元素 + 管理方式–>提高效率),是对外提供同一种类型对象的集合,如(线程池、数据库连接池)
特性：复用性(每条连接可重复使用),隔离性(每条连接一个时间内只能由一个线程获取)！！
连接池功能：
1.最大限度的满足并发复用,提高响应效率
2.大大的节省了服务器资源,(一定程度上)减少大量初始化问题

代码实现：

1.POOL Interface设计思想

一对外提供复用连接包装内<—[pool]—>一对内创建连接

//抽取连接池架构接口public interface MyPool {//对外提供可复用连接包装内PooledConnection getConnection();//对内创建连接void createConnections(int count);}

2.PooledConnection

为自定义连接池包装类bean(原生的Connection没有复用的标志,若不close回收掉,则不能判断该connection是否在用情况)
成员变量:

//表示繁忙标志     复用的标志 线程安全private boolean busy = false;//真正的sql 连接connection(java.sql.Connection)private Connection connection;//只是用来测试当前connectionName,便于观察private String connName;getXXX,setXXX

对外提供关闭方法

// 将该连接置为不可用,而不是真正关掉连接public void close() {    this.busy = false;}

对外提供一个简单的测试方法

public ResultSet queryBySql(String sql) {    Statement sttm = null;    ResultSet rs = null;    try {        sttm = connection.createStatement();        rs = sttm.executeQuery(sql);        //System.out.println("当前连接编号是:" + connName);    } catch (SQLException e) {        e.printStackTrace();    }    return rs;}

上面一个简单的PooledConnection连接包装类就完成了,主要功能就如之前所说的一样,将DriverManager获取的Connection进行包装使其可复用(连接不是用完就关掉),隔离性由一个简单的标志位属性busy决定(当busy为false时,表明该连接空闲可用,为true则表示该连接已被使用)

3.MyPoolImpl(重点关键实现类)为Pool的实现类

功能：
1.初始化数据连接driver
2.初始化连接池容量(扩容容量)
3.获取连接单个连接
成员变量

private static String driver = null;private static String url = null;private static String user = null;private static String password = null;/**连接池中管道参数**/private static int initCount = 5;private static int stepSize = 10;private static int poolMaxSize = 55;private static int expandTime = 0;/**线程安全集合,用来放(可复用)数据库连接管道(集合之前用Vector,但在测试的时候发现多线程并发出错了ConcurrentModificationException)这个还要仔细研究一下**///连接池private static CopyOnWriteArrayList<PooledConnection> pooledConnections = new CopyOnWriteArrayList<>();

几个重要实现方法
1.注册driver(根据配置文件properties文件修改初始化参数JdbcUtil操作)

private void init() {    InputStream inStream = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");    Properties properties = new Properties();    try {        properties.load(inStream);    } catch (IOException e) {        //若这里抛出异常则下面不运行        e.printStackTrace();    }    this.driver = properties.getProperty("jdbc_driver");    this.url = properties.getProperty("jdbc_url");    this.user = properties.getProperty("jdbc_username");    this.password = properties.getProperty("jdbc_password");    if(Integer.valueOf(properties.getProperty("initCount")) > 0) {        this.initCount = Integer.valueOf(properties.getProperty("initCount"));    }else if(Integer.valueOf(properties.getProperty("stepSize")) > 0) {        this.stepSize = Integer.valueOf(properties.getProperty("stepSize"));    }else if(Integer.valueOf(properties.getProperty("poolMaxSize")) > 0) {        this.poolMaxSize = Integer.valueOf(properties.getProperty("poolMaxSize"));    }    //准备创建DriverManager    try {        Driver dbDriver = (Driver) Class.forName(this.driver).newInstance();        DriverManager.registerDriver(dbDriver);    } catch (Exception e) {        // TODO Auto-generated catch block        e.printStackTrace();    }    //获取连接,用create方法获取    /**DriverManager.getConnection(url, user, password);**/    this.createConnections(initCount);    }

2.初始化连接池容量(也就是实现Pool Interface的方法创建连接连接池)
所有的Console都是为了便于观察

@Overridepublic void createConnections(int count) {    //this.expandTime++;    //System.out.println("第"+expandTime+"次扩容,扩容量为:"+count);    if((pooledConnections.size() + count) <= poolMaxSize) {        for(int i = 0;i < count ;i++) {            try {                //获取连接放入线程安全的连接池中                Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);                PooledConnection pooledConnection = new PooledConnection(conn,false,String.valueOf(i));                this.pooledConnections.add(pooledConnection);                //System.out.println("初始化"+(i + 1) + "个连接");            } catch (SQLException e) {                e.printStackTrace();            }        }    }    //System.out.println("当前连接池连接数量:"+ pooledConnections.size());    //System.out.println("最大连接池数量为:"+ this.poolMaxSize);}

3.1 对外提供获取连接包装类(也是实现Interface的方法)

@Overridepublic PooledConnection getConnection() {    //spring思想要拿连接,先判断管道集合中是否有连接    if(this.pooledConnections.size() == 0) {        System.out.println("连接池没有连接！");        //如果没有就手动再建一把连接池        this.createConnections(initCount);    }    PooledConnection connection = getRealConnection();    //如果还是没有拿到,说明全部线程都处于busy状态,得扩容    while(connection == null) {        this.createConnections(stepSize);        connection = getRealConnection();        try {//拿到连接等待一会,防止连接又被别的线程抢夺            Thread.sleep(50);        } catch (InterruptedException e) {            e.printStackTrace();        }    }    return connection;}

3.2 真正的获取连接包装类getRealConnection()

//同步方法,真正的获取连接(连接包装内包括:connection和标志位busy)private synchronized PooledConnection getRealConnection() {    for(PooledConnection conn:pooledConnections) {        //判断该连接是否已被占用        if(!conn.isBusy()) {//false为可用(空闲),true为占用(繁忙)            Connection connection = conn.getConnection();            try {                //判断该连接是否在设定时间连接通数据库(连接通为true)                if(!connection.isValid(2000)) {                    connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);                }            } catch (SQLException e) {                // TODO Auto-generated catch block                e.printStackTrace();            }            conn.setBusy(true);            return conn;        }    }    //如果连接池中的连接都被占用,则返回null,由调用函数处理(即扩容)    return null;}

以上连接池实现大致功能就完成了,主要包涵初始化注册,连接池扩容和获取连接方法

4.连接池管理类对象的封装PoolManager

public class PoolManager {private PoolManager(){}/** * 内部类单利模式 伪造类加载器加载原理:实现线程安全问题(类加载器加载内部类实例是互斥特性) */private static class createPool {    private static MyPoolImpl poolImpl = new MyPoolImpl();}public static MyPool getInstace() {    return createPool.poolImpl;}}

特性:每个线程对类加载内部类实例时是互斥

测试

jdbc.properties(测试提示:准备好jdbc.properties,mysql-connecter.jar依赖)

//mysql
jdbc_driver=com.mysql.jdbc.Driver
jdbc_url=jdbc:mysql://localhost:3306/javaweb
jdbc_username=root
jdbc_password=root
//初始化参数
initCount=2
stepSize=5
poolMaxSize=100

测试类Test.class
测试主方法

//测试2000条线程 jdk1.8 内部类用lambda表达示public static void main(String[] args) {    for(int i =0; i < 2000; i++) {        new Thread(() -> selectDate()).start();    }}

测试方法selectDate()

成员变量public static MyPool myPool = PoolManager.getInstace();//方法加了synchronized之后,连接池不扩容了???public static void selectDate() {           PooledConnection connection = myPool.getConnection();    String sql = "select * from t_area";    ResultSet rs = connection.queryBySql(sql);    try {        while(rs.next()) {            String name = rs.getString("name");            Integer id = rs.getInt("id");            //System.out.println("当前线程:"+ Thread.currentThread().getName() +",id:"+ id + ",name" + name);        }    } catch (SQLException e) {        e.printStackTrace();    }    connection.close();}

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问题:
1.myPoolImpl类中连接池的集合问题用线程安全的Vector,在多次测试中出现Java ConcurrentModificationException 异常Java ConcurrentModificationException异常原因和解决方法
2.当在测试方法selectDate()上加了synchronized之后,连接池不扩容问题???,相关锁问题还不够了解
3.运行观测问题:扩容的连接数量远远大于了实际运行使用的数量(基本上就是0-10号连接在用)???

4.连接池事务问题没有涉及

最后本文章学习于咕泡学院Sam老师,感谢老师精彩的讲解,咕泡学院的老师真心都是大牛!!