数据库连接池(常用的)

连接池：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。为解决我们的问题，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。

数据库连接池的主要操作如下：
（1）建立数据库连接池对象（服务器启动）。
（2）按照事先指定的参数创建初始数量的数据库连接（即：空闲连接数）。
（3）对于一个数据库访问请求，直接从连接池中得到一个连接。如果数据库连接池对象中没有空闲的连接，且连接数没有达到最大（即：最大活跃连接数），创建一个新的数据库连接。
（4）存取数据库。
（5）关闭数据库，释放所有数据库连接（此时的关闭数据库连接，并非真正关闭，而是将其放入空闲队列中。如实际空闲连接数大于初始空闲连接数则释放连接）。
（6）释放数据库连接池对象（服务器停止、维护期间，释放数据库连接池对象，并释放所有连接）。
PS.java的所有的连接池 无论是c3p0、dbcp还是druid，都有一个类似maxWait或者maxIdleTime配置项。具体含义就是当连接长时间没有向服务器发请求的时候，断开这个连接，避免对数据库连接的浪费。这个时间不是随便设的，它的依据是数据库的连接最大空闲时间。

tomcat DHCP的配置
<Resource driverClassName="com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDriver" 
logAbandoned="true" maxActive="20" maxIdle="2" maxWait="5000" name="system" 
removeAbandonedTimeout="60" removeAbandoned="true" 
password="xx" type="javax.sql.DataSource"
url="jdbc:sqlserver://127.0.0.1:1433;DatabaseName=base" 
username="sa"/>
当中的logAbandoned="true" removeAbandoned="true" removeAbandonedTimeout="60"就是用来配置数据库断开后自动连接的。

数据库连接池会在启动时就建立所需的若干连接，并一直保持连接状态，但是当数据库服务停止后，这些连接就被外部因素给中断了
网上优化了的配置信息：
<bean id="dataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" destroy-method="close"> 
<property name="driverClassName" value="${db.driverClassName}"/> 
<property name="url" value="${db.url}"/> 
<property name="username" value="${db.username}"/> 
<property name="password" value="${db.password}"/> 
<!--initialSize: 初始化连接--> 
<property name="initialSize" value="5"/> 
<!--maxIdle: 最大空闲连接--> 
<property name="maxIdle" value="10"/> 
<!--minIdle: 最小空闲连接--> 
<property name="minIdle" value="5"/> 
<!--maxActive: 最大连接数量--> 
<property name="maxActive" value="15"/> 
<!--removeAbandoned: 是否自动回收超时连接--> 
<property name="removeAbandoned" value="true"/> 
<!--removeAbandonedTimeout: 超时时间(以秒数为单位)--> 
<property name="removeAbandonedTimeout" value="180"/> 
<!--maxWait: 超时等待时间以毫秒为单位 6000毫秒/1000等于60秒--> 
<property name="maxWait" value="3000"/> 
<property name="validationQuery"> 
<value>SELECT 1</value> 
</property> 
<property name="testOnBorrow"> 
<value>true</value> 
</property> 
</bean>

参数 描述
username 传递给JDBC驱动的用于建立连接的用户名
password 传递给JDBC驱动的用于建立连接的密码
url 传递给JDBC驱动的用于建立连接的URL
driverClassName 使用的JDBC驱动的完整有效的java 类名
connectionProperties 当建立新连接时被发送给JDBC驱动的连接参数，
格式必须是 [propertyName=property;]*
注意 ：参数user/password将被明确传递，所以不需要包括在这里。

参数 默认值 描述
defaultAutoCommit true 连接池创建的连接的默认的auto-commit状态
defaultReadOnly driver default 连接池创建的连接的默认的read-only状态. 
如果没有设置则setReadOnly方法将不会被调用. (某些驱动不支持只读模式,比如:Informix)
defaultTransactionIsolation driver default 连接池创建的连接的默认的TransactionIsolation状态. 
下面列表当中的某一个: (参考javadoc)

* NONE
* READ_COMMITTED
* READ_UNCOMMITTED
* REPEATABLE_READ
* SERIALIZABLE

defaultCatalog 连接池创建的连接的默认的catalog

参数 默认值 描述
initialSize 0 初始化连接:连接池启动时创建的初始化连接数量,1.2版本后支持
maxActive 8 最大活动连接:连接池在同一时间能够分配的最大活动连接的数量, 
如果设置为非正数则表示不限制
maxIdle 8 最大空闲连接:连接池中容许保持空闲状态的最大连接数量,超过的空闲连接将被释放,
如果设置为负数表示不限制
minIdle 0 最小空闲连接:连接池中容许保持空闲状态的最小连接数量,低于这个数量将创建新的连接,
如果设置为0则不创建
maxWait 无限 最大等待时间:当没有可用连接时,连接池等待连接被归还的最大时间(以毫秒计数),
超过时间则抛出异常,如果设置为-1表示无限等待

参数 默认值 描述
validationQuery SQL查询,用来验证从连接池取出的连接,在将连接返回给调用者之前.如果指定,
则查询必须是一个SQL SELECT并且必须返回至少一行记录
testOnBorrow true 指明是否在从池中取出连接前进行检验,如果检验失败,
则从池中去除连接并尝试取出另一个.
注意: 设置为true后如果要生效,validationQuery参数必须设置为非空字符串
testOnReturn false 指明是否在归还到池中前进行检验
注意: 设置为true后如果要生效,validationQuery参数必须设置为非空字符串
testWhileIdle false 指明连接是否被空闲连接回收器(如果有)进行检验.如果检测失败,
则连接将被从池中去除.
注意: 设置为true后如果要生效,validationQuery参数必须设置为非空字符串
timeBetweenEvictionRunsMillis -1 在空闲连接回收器线程运行期间休眠的时间值,以毫秒为单位.
如果设置为非正数,则不运行空闲连接回收器线程
numTestsPerEvictionRun 3 在每次空闲连接回收器线程(如果有)运行时检查的连接数量
minEvictableIdleTimeMillis 1000 * 60 * 30 连接在池中保持空闲而不被空闲连接回收器线程
(如果有)回收的最小时间值，单位毫秒

参数 默认值 描述
poolPreparedStatements false 开启池的prepared statement 池功能
maxOpenPreparedStatements 不限制 statement池能够同时分配的打开的statements的最大数量, 
如果设置为0表示不限制

这里可以开启PreparedStatements池. 当开启时, 将为每个连接创建一个statement池,
并且被下面方法创建的PreparedStatements将被缓存起来:
* public PreparedStatement prepareStatement(String sql)
* public PreparedStatement prepareStatement(String sql, int resultSetType, int resultSetConcurrency)
注意: 确认连接还有剩余资源可以留给其他statement
参数 默认值 描述
accessToUnderlyingConnectionAllowed false 控制PoolGuard是否容许获取底层连接

如果容许则可以使用下面的方式来获取底层连接:
Connection conn = ds.getConnection();
Connection dconn = ((DelegatingConnection) conn).getInnermostDelegate();
...
conn.close();

默认false不开启, 这是一个有潜在危险的功能, 不适当的编码会造成伤害.
(关闭底层连接或者在守护连接已经关闭的情况下继续使用它).请谨慎使用,
并且仅当需要直接访问驱动的特定功能时使用.
注意: 不要关闭底层连接, 只能关闭前面的那个.
参数 默认值 描述
removeAbandoned false 标记是否删除泄露的连接,如果他们超过了removeAbandonedTimout的限制.
如果设置为true, 连接被认为是被泄露并且可以被删除,如果空闲时间超过removeAbandonedTimeout. 
设置为true可以为写法糟糕的没有关闭连接的程序修复数据库连接.
removeAbandonedTimeout 300 泄露的连接可以被删除的超时值, 单位秒
logAbandoned false 标记当Statement或连接被泄露时是否打印程序的stack traces日志。
被泄露的Statements和连接的日志添加在每个连接打开或者生成新的Statement,
因为需要生成stack trace。

如果开启"removeAbandoned",那么连接在被认为泄露时可能被池回收. 这个机制在(getNumIdle() < 2)
and (getNumActive() > getMaxActive() - 3)时被触发.
举例当maxActive=20, 活动连接为18,空闲连接为1时可以触发"removeAbandoned".
但是活动连接只有在没有被使用的时间超过"removeAbandonedTimeout"时才被删除,默认300秒.
在resultset中游历不被计算为被使用.

需要注意的问题
1、并发问题
为了使连接管理服务具有最大的通用性，必须考虑多线程环境，即并发问题。这个问题相对比较好解决，因为各个语言自身提供了对并发管理的支持像java,c#等等，使用synchronized(java)、lock(C#)关键字即可确保线程是同步的。
2、事务处理
我们知道，事务具有原子性，此时要求对数据库的操作符合“ALL-OR-NOTHING”原则，即对于一组SQL语句要么全做，要么全不做。
我们知道当２个线程公用一个连接Connection对象，而且各自都有自己的事务要处理时候，对于连接池是一个很头疼的问题，因为即使Connection类提供了相应的事务支持，可是我们仍然不能确定那个数据库操作是对应那个事务的，这是由于我们有２个线程都在进行事务操作而引起的。为此我们可以使用每一个事务独占一个连接来实现，虽然这种方法有点浪费连接池资源但是可以大大降低事务管理的复杂性。
３、连接池的分配与释放
连接池的分配与释放，对系统的性能有很大的影响。合理的分配与释放，可以提高连接的复用度，从而降低建立新连接的开销，同时还可以加快用户的访问速度。
对于连接的管理可使用一个List。即把已经创建的连接都放入List中去统一管理。每当用户请求一个连接时，系统检查这个List中有没有可以分配的连接。如果有就把那个最合适的连接分配给他（如何能找到最合适的连接文章将在关键议题中指出）；如果没有就抛出一个异常给用户，List中连接是否可以被分配由一个线程来专门管理。
４、连接池的配置与维护
连接池中到底应该放置多少连接，才能使系统的性能最佳？系统可采取设置最小连接数（minConnection）和最大连接数（maxConnection）等参数来控制连接池中的连接。比方说，最小连接数是系统启动时连接池所创建的连接数。如果创建过多，则系统启动就慢，但创建后系统的响应速度会很快；如果创建过少，则系统启动的很快，响应起来却慢。这样，可以在开发时，设置较小的最小连接数，开发起来会快，而在系统实际使用时设置较大的，因为这样对访问客户来说速度会快些。最大连接数是连接池中允许连接的最大数目，具体设置多少，要看系统的访问量，可通过软件需求上得到。
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。

JNDI：JNDI(Java Naming and Directory Interface)是一个应用程序设计的API，为开发人员提供了查找和访问各种命名和目录服务的通用、统一的接口，类似JDBC都是构建在抽象层上。

建立在JNDI的连接池DBCP C3P0 Druid区别：

DBCP:是 apache 上的一个 java 连接池项目，也是 tomcat 7.0之前使用连接池，但是DBCP饱受诟病：1.DBCP是单线程，为了保证线程安全会锁整个连接池。2.DBCP性能不佳。3.DBCP太复杂，超过60个类。4.DBCP使用静态接口，在JDK1.6编译有问题。5.DBCP发展滞后。。。为此，Tomcat从7.0开始引入新的模块：Tomcat jdbc pool（兼容DBCP）

C3P0:它实现了数据源和JNDI绑定，支持JDBC3规范和JDBC2的标准扩展。目前使用它的开源项目有Hibernate，Spring等。 可以自动清理Statement和ResultSet。

druid：阿里巴巴推出的国产数据库连接池，据网上测试对比，比目前的DBCP或C3P0数据库连接池性能更好

最主要区别：
dbcp：没有自动的去回收空闲连接的功能 
c3p0：有自动回收空闲连接功能 
druid：性能最佳

---------------------------------Druid--------------------------------
package com.weikun.db;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Properties;
import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource;
import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSourceFactory;
import com.alibaba.druid.pool.DruidPooledConnection;

public class DruidDB{
private static DruidDB databasePool = null;
private static DruidDataSource dds = null;
static{
Properties properties = loadPropertyFile("druid.ini");
try {
dds = (DruidDataSource) DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);
} catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
private DruidDB(){

}
public static synchronized DruidDB getInstance(){
if (null == databasePool){
databasePool = new DruidDB();
}
return databasePool;
}
public DruidPooledConnection getConnection() throws SQLException{
return dds.getConnection();
}
private static Properties loadPropertyFile(String fullFile){
String webRootPath = null;
if (null == fullFile || fullFile.equals(""))
throw new IllegalArgumentException("Properties file path can not be null : " + fullFile);
try {
webRootPath = java.net.URLDecoder.decode(DruidDB.class.getClassLoader().getResource("").getPath(),"utf-8");
} catch (UnsupportedEncodingException e1) {
// TODO Auto-generated catch block
e1.printStackTrace();
}
InputStream inputStream = null;
Properties p = null;
try {
System.out.println(webRootPath + File.separator + fullFile);
inputStream = new FileInputStream(new File(webRootPath + File.separator + fullFile));
p = new Properties();
p.load(inputStream);
} catch (FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
} catch (IOException e){
e.printStackTrace();
} finally{
try {
if (inputStream != null)
inputStream.close();
} catch (IOException e){
e.printStackTrace();
}
}
return p;
}
}
---------------------------------Druid.ini配置文件--------------------------------
#mysql数据库
url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
username=root
password=root
#filters=stat
#最大连接数量
maxActive=20
#初始化连接数量
initialSize=10
#超时等待时间以毫秒为单位
maxWait=12000
#最小空闲连接
minIdle=5
#校验连接池中限制时间超过minEvictableIdleTimeMillis的连接对象
timeBetweenEvictionRunsMillis=6000
#连接在池中保持空闲而不被空闲连接回收器线程(如果有)回收的最小时间值，单位毫秒
#minEvictableIdleTimeMillis=
#SQL查询,用来验证从连接池取出的连接,在将连接返回给调用者之前
validationQuery=SELECT now();
#指明连接是否被空闲连接回收器(如果有)进行检验.
#如果检测失败,则连接将被从池中去除.
testWhileIdle=true
#指明是否在从池中取出连接前进行检验,如果检验失败,则从池中去除连接并尝试取出另一个.
testOnBorrow=false
#指明是否在归还到池中前进行检验
testOnReturn=false
#poolPreparedStatements=true
#maxPoolPreparedStatementPerConnectionSize=20

---------------------------------DBCP--------------------------------

package com.weikun.db;

import java.sql.Connection;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
import java.util.Properties;
import javax.sql.DataSource;
import org.apache.commons.dbcp.BasicDataSourceFactory;

public class DBCPDB {
private static Connection conn=null;
private static String driver="org.gjt.mm.mysql.Driver";
private static DataSource myDataSource=null;
//单例设计
private DBCPDB(){}
//静态代码块在类载入java虚拟机时即执行！
static{
try {
Properties prop=new Properties();
prop.load(DBCPDB.class.getClassLoader().getResourceAsStream("dbcp.ini"));
myDataSource=BasicDataSourceFactory.createDataSource(prop);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
//获取连接
public static Connection getConnection() {
try {
conn= myDataSource.getConnection();
} catch (SQLException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return conn;
}
//释放资源
public static void closeConnection(){
try {
conn.close();
} catch (SQLException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
---------------------------------DBCP.ini配置文件--------------------------------
#连接设置
driverClassName=org.gjt.mm.mysql.Driver
url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8
username=root
password=root
#<!-- 初始化连接 -->
initialSize=10
#最大连接数量
maxActive=50
#<!-- 最大空闲连接 -->
maxIdle=20
#<!-- 最小空闲连接 -->
minIdle=5
#<!-- 超时等待时间以毫秒为单位 60000毫秒/1000等于60秒 -->
maxWait=60000
#JDBC驱动建立连接时附带的连接属性属性的格式必须为这样：[属性名=property;] 
#注意："user" 与 "password" 两个属性会被明确地传递，因此这里不需要包含他们。
connectionProperties=useUnicode=true;characterEncoding=utf-8
#指定由连接池所创建的连接的自动提交（auto-commit）状态。
defaultAutoCommit=true
#driver default 指定由连接池所创建的连接的只读（read-only）状态。
#如果没有设置该值，则“setReadOnly”方法将不被调用。（某些驱动并不支持只读模式，如：Informix）
defaultReadOnly=
#driver default 指定由连接池所创建的连接的事务级别（TransactionIsolation）。
#可用值为下列之一：

---------------------------------C3P0--------------------------------

package com.weikun.db;

import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource;

public class C3P0DB {
private static Connection conn=null;
static{
ComboPooledDataSource ds = new ComboPooledDataSource("mysql");//调用c3p0-config.xml下mysql节内容
try {
conn =ds.getConnection();
} catch (SQLException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
public static Connection getConnection(){
return conn;
}
}

---------------------------------c3p0-config.xml配置文件--------------------------------
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<c3p0-config>
<default-config>
<property name="automaticTestTable">con_test</property>
<property name="checkoutTimeout">30000</property>
<property name="idleConnectionTestPeriod">30</property>
<property name="initialPoolSize">10</property>
<property name="maxIdleTime">30</property>
<property name="maxPoolSize">100</property>
<property name="minPoolSize">10</property>
<property name="maxStatements">200</property>
</default-config>
<named-config name="mysql">
<property name="driverClass">com.mysql.jdbc.Driver</property>
<property name="jdbcUrl">jdbc:mysql://localhost:3306/test?useUnicode=true&amp;characterEncoding=utf-8
</property>
<property name="user">root</property> 
<property name="password">root</property>
<property name="acquireIncrement">5</property>
<property name="initialPoolSize">10</property>
<property name="minPoolSize">5</property>
<property name="maxPoolSize">30</property>
</named-config>
</c3p0-config>

---------------------------------Tomcat jdbc pool--------------------------------

数据源配置：
<Resource name="jdbc/TestDB"
auth="Container"
type="javax.sql.DataSource"
factory="org.apache.tomcat.jdbc.pool.DataSourceFactory"
testWhileIdle="true"
testOnBorrow="true"
testOnReturn="false"
validationQuery="SELECT 1"
validationInterval="30000"
timeBetweenEvictionRunsMillis="30000"
maxActive="100"
minIdle="10"
maxWait="10000"
initialSize="10"
removeAbandonedTimeout="60"
removeAbandoned="true"
logAbandoned="true"
minEvictableIdleTimeMillis="30000"
jmxEnabled="true"
jdbcInterceptors=
"org.apache.tomcat.jdbc.pool.interceptor.ConnectionState;org.apache.tomcat.jdbc.pool.interceptor.StatementFinalizer"
username="root"
password="password"
driverClassName="com.mysql.jdbc.Driver"
url="jdbc:mysql://localhost:3306/mysql"/>

异步获取连接的方法：
Connection con = null;
try {
Future<Connection> future = datasource.getConnectionAsync();
while (!future.isDone()) {
System.out.println("Connection is not yet available. Do some background work");
try {
Thread.sleep(100); //simulate work
}catch (InterruptedException x) {
Thread.currentThread().interrupted();
}
}
con = future.get(); //should return instantly
Statement st = con.createStatement();
ResultSet rs = st.executeQuery("select * from user");

在独立的应用中使用：
import java.sql.Connection;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.Statement; 
import org.apache.tomcat.jdbc.pool.DataSource;
import org.apache.tomcat.jdbc.pool.PoolProperties;

public class SimplePOJOExample {
public static void main(String[] args) throws Exception {
PoolProperties p = new PoolProperties();
p.setUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mysql");
p.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
p.setUsername("root");
p.setPassword("password");
p.setJmxEnabled(true);
p.setTestWhileIdle(false);
p.setTestOnBorrow(true);
p.setValidationQuery("SELECT 1");
p.setTestOnReturn(false);
p.setValidationInterval(30000);
p.setTimeBetweenEvictionRunsMillis(30000);
p.setMaxActive(100);
p.setInitialSize(10);
p.setMaxWait(10000);
p.setRemoveAbandonedTimeout(60);
p.setMinEvictableIdleTimeMillis(30000);
p.setMinIdle(10);
p.setLogAbandoned(true);
p.setRemoveAbandoned(true);
p.setJdbcInterceptors("org.apache.tomcat.jdbc.pool.interceptor.ConnectionState;"+
"org.apache.tomcat.jdbc.pool.interceptor.StatementFinalizer");
DataSource datasource = new DataSource();
datasource.setPoolProperties(p);
Connection con = null;
try {
con = datasource.getConnection();
Statement st = con.createStatement();
ResultSet rs = st.executeQuery("select * from user");
int cnt = 1;
while (rs.next()) {
System.out.println((cnt++)+". Host:" +rs.getString("Host")+
" User:"+rs.getString("User")+" Password:"+rs.getString("Password"));
}
rs.close();
st.close();
} finally {
if (con!=null) try {con.close();}catch (Exception ignore) {}
}
}
}