Servlet开发中JDBC的高级应用

连结数据库

JDBC使用数据库URL来说明数据库驱动程序。数据库URL类似于通用的URL，但SUN 在定义时作了一点简化，其语法如下：

Jdbc::[node]/[database]

其中子协议（subprotocal）定义驱动程序类型，node提供网络数据库的位置和端口号，后面跟可选的参数。例如：

String url=”jdbc:inetdae:myserver:1433?language=us-english&sql7=true”

表示采用inetdae驱动程序连接1433端口上的myserver数据库服务器，选择语言为美国英语，数据库的版本是mssql server 7.0。

java应用通过指定DriverManager装入一个驱动程序类。语法如下：

Class.forName(“”);

或

Class.forName(“”).newInstance();

然后，DriverManager创建一个特定的连接：

Connection connection=DriverManager.getConnection(url,login,password)；

Connection接口通过指定数据库位置，登录名和密码连接数据库。Connection接口创建一个Statement实例执行需要的查询：

Statement stmt=connection.createStatement();

Statement具有各种方法（API），如executeQuery，execute等可以返回查询的结果集。结果集是一个ResultSet对象。具体的可以通过jdbc开发文档查看。可以sun的站点上下载

下面例子来说明：

import java.sql.*; // 输入JDBC package

String url = "jdbc:inetdae:myserver:1433";// 主机名和端口
String login = "user";// 登录名
String password = "";// 密码

try {
DriverManager.setLogStream(System.out); file://为显示一些的信息打开一个流
file://调用驱动程序，其名字为com.inet.tds.TdsDriver
file://Class.forName("com.inet.tds.TdsDriver")；
file://设置超时
DriverManager.setLoginTimeout(10);
file://打开一个连接
Connection connection = DriverManager.getConnection(url,login,password);
file://得到数据库驱动程序版本

DatabaseMetaData conMD = connection.getMetaData();
System.out.println("Driver Name:/t" + conMD.getDriverName());
System.out.println("Driver Version:/t" + conMD.getDriverVersion());

file://选择数据库
connection.setCatalog( "MyDatabase");

file://创建Statement

Statement st = connection.createStatement();

file://执行查询

ResultSet rs = st.executeQuery("SELECT * FROM mytable");

file://取得结果，输出到屏幕

while (rs.next()){
for(int j=1; j<=rs.getMetaData().getColumnCount(); j++){
System.out.print( rs.getObject(j)+"/t");
}
System.out.println();
}

file://关闭对象
st.close();
connection.close();
} catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}

建立连结池

一个动态的网站频繁地从数据库中取得数据来构成html页面。每一次请求一个页面都会发生数据库操作。但连接数据库却是一个需要消耗大量时间的工作，因为请求连接需要建立通讯，分配资源，进行权限认证。这些工作很少能在一两秒内完成。所以，建立一个连接，然后再后续的查询中都使用此连接会大大地提高性能。因为servlet可以在不同的请求间保持状态，因此采用数据库连接池是一个直接的解决方案。

Servlet在服务器的进程空间中驻留，可以方便而持久地维护数据库连接。接下来，我们介绍一个完整的连接池的实现。在实现中，有一个连接池管理器管理连接池对象，其中每一个连接池保持一组数据库连接对象，这些对象可为任何servlet所使用。

一、数据库连接池类 DBConnectionPool,提供如下的方法：

1、从池中取得一个打开的连接；

2、将一个连接返回池中；

3、在关闭时释放所有的资源，并关闭所有的连接。

另外，DBConnectionPool还处理连接失败，比如超时，通讯失败等错误，并且根据预定义的参数限制池中的连接数。

二、管理者类，DBConnetionManager，是一个容器将连接池封装在内，并管理所有的连接池。它的方法有：

1、 调用和注册所有的jdbc驱动程序；

2、 根据参数表创建DBConnectionPool对象；

3、 映射连接池的名字和DBConnectionPool实例；

4、 当所有的连接客户退出后，关闭全部连接池。

这些类的实现，以及如何在servlet中使用连接池的应用在随后的文章中讲解

DBConnectionPool类代表一个由url标识的数据库连接池。前面，我们已经提到，jdbc的url由三个部分组成：协议标识（总是jdbc）,子协议标识（例如，odbc.oracle）,和数据库标识（跟特定的数据库有关）。连接池也具有一个名字，供客户程序引用。另外，连接池还有一个用户名，一个密码和一个最大允许连接数。如果web应用允许所有的用户使用某些数据库操作，而另一些操作是有限制的，则可以创建两个连接池，具有同样的url,不同的user name和password，分别处理两类不同的操作权限。现把DBConnectionPool详细介绍如下：

三、DBConnectionPool的构造

构造函数取得上述的所有参数：

public DBConnectionPool(String name, String URL, String user,
String password, int maxConn) {
this.name = name;
this.URL = URL;
this.user = user;
this.password = password;
this.maxConn = maxConn;
}

将所有的参数保存在实例变量中。

四、从池中打开一个连接

DBConnectionPool提供两种方法来检查连接。两种方法都返回一个可用的连接，如果没有多余的连接，则创建一个新的连接。如果最大连接数已经达到，第一个方法返回null，第二个方法则等待一个连接被其他进程释放。

public synchronized Connection getConnection() {
Connection con = null;
if (freeConnections.size() > 0) {
// Pick the first Connection in the Vector
// to get round-robin usage
con = (Connection) freeConnections.firstElement();
freeConnections.removeElementAt(0);
try {
if (con.isClosed()) {
log("Removed bad connection from " + name);
// Try again recursively
con = getConnection();
}
}
catch (SQLException e) {
log("Removed bad connection from " + name);
// Try again recursively
con = getConnection();
}
}
else if (maxConn == 0 || checkedOut < maxConn) {
con = newConnection();
}
if (con != null) {
checkedOut++;
}
return con;
}

所有空闲的连接对象保存在一个叫freeConnections 的Vector中。如果存在至少一个空闲的连接，getConnection()返回其中第一个连接。下面，将会看到，进程释放的连接返回到freeConnections的末尾。这样，最大限度地避免了数据库因一个连接不活动而意外将其关闭的风险。

再返回客户之前，isClosed()检查连接是否有效。如果连接被关闭了，或者一个错误发生，该方法递归调用取得另一个连接。

如果没有可用的连接，该方法检查是否最大连接数被设置为0表示无限连接数，或者达到了最大连接数。如果可以创建新的连接，则创建一个新的连接。否则，返回null。

方法newConnection()用来创建一个新的连接。这是一个私有方法，基于用户名和密码来确定是否可以创建新的连接。

private Connection newConnection() {
Connection con = null;
try {
if (user == null) {
con = DriverManager.getConnection(URL);
}
else {
con = DriverManager.getConnection(URL, user, password);
}
log("Created a new connection in pool " + name);
}
catch (SQLException e) {
log(e, "Can not create a new connection for " + URL);
return null;
}
return con;
}

jdbc的DriverManager提供一系列的getConnection（）方法，可以使用url和用户名，密码等参数创建一个连接。

第二个getConnection()方法带有一个超时参数 timeout,当该参数指定的毫秒数表示客户愿意为一个连接等待的时间。这个方法调用前一个方法。

public synchronized Connection getConnection(long timeout) {
long startTime = new Date().getTime();
Connection con;
while ((con = getConnection()) == null) {
try {
wait(timeout);
}
catch (InterruptedException e) {}
if ((new Date().getTime() - startTime) >= timeout) {
// Timeout has expired
return null;
}
}
return con;
}

局部变量startTime初始化当前的时间。一个while循环首先尝试获得一个连接，如果失败，wait()函数被调用来等待需要的时间。后面会看到，Wait()函数会在另一个进程调用notify()或者notifyAll()时返回，或者等到时间流逝完毕。为了确定wait()是因为何种原因返回，我们用开始时间减去当前时间，检查是否大于timeout。如果结果大于timeout,返回null,否则，在此调用getConnection()函数。

五、将一个连接返回池中

DBConnectionPool类中有一个freeConnection方法以返回的连接作为参数，将连接返回连接池。

public synchronized void freeConnection(Connection con) {
// Put the connection at the end of the Vector
freeConnections.addElement(con);
checkedOut--;
notifyAll();
}

连接被加在freeConnections向量的最后，占用的连接数减1，调用notifyAll()函数通知其他等待的客户现在有了一个连接。

六、关闭

大多数servlet引擎提供完整的关闭方法。数据库连接池需要得到通知以正确地关闭所有的连接。DBConnectionManager负责协调关闭事件，但连接由各个连接池自己负责关闭。方法relase()由DBConnectionManager调用。

public synchronized void release() {
Enumeration allConnections = freeConnections.elements();
while (allConnections.hasMoreElements()) {
Connection con = (Connection) allConnections.nextElement();
try {
con.close();
log("Closed connection for pool " + name);
}
catch (SQLException e) {
log(e, "Can not close connection for pool " + name);
}
}
freeConnections.removeAllElements();
}

本方法遍历freeConnections向量以关闭所有的连接。

DBConnetionManager的构造函数是私有函数，以避免其他类创建其实例。

private DBConnectionManager() {

init();

}

DBConnetionManager的客户调用getInstance()方法来得到该类的单一实例的引用。

static synchronized public DBConnectionManager getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new DBConnectionManager();
}
clients++;
return instance;
}

连结池使用实例

单一的实例在第一次调用时创建，以后的调用返回该实例的静态应用。一个计数器纪录所有的客户数，直到客户释放引用。这个计数器在以后用来协调关闭连接池。

一、初始化

构造函数调用一个私有的init()函数初始化对象。

private void init() {
InputStream is = getClass().getResourceAsStream("/db.properties");
Properties dbProps = new Properties();
try {
dbProps.load(is);
}
catch (Exception e) {
System.err.println("Can not read the properties file. " + "Make sure db.properties is in the CLASSPATH");
return;
}

String logFile = dbProps.getProperty("logfile",
"DBConnectionManager.log");
try {
log = new PrintWriter(new FileWriter(logFile, true), true);
}
catch (IOException e) {
System.err.println("Can not open the log file: " + logFile);
log = new PrintWriter(System.err);
}
loadDrivers(dbProps);
createPools(dbProps);
}

方法getResourceAsStream()是一个标准方法，用来打开一个外部输入文件。文件的位置取决于类加载器，而标准的类加载器从classpath开始搜索。Db.properties文件是一个Porperties格式的文件，保存在连接池中定义的key-value对。下面一些常用的属性可以定义：

drivers 以空格分开的jdbc驱动程序的列表

logfile 日志文件的绝对路径

每个连接池中还使用另一些属性。这些属性以连接池的名字开头：

.url数据库的JDBC URL

.maxconn最大连接数。0表示无限。

.user连接池的用户名

.password相关的密码

url属性是必须的，其他属性可选。用户名和密码必须和所定义的数据库匹配。

下面是windows平台下的一个db.properties文件的例子。有一个InstantDB连接池和一个通过odbc连接的access数据库的数据源，名字叫demo。

drivers=sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver jdbc.idbDriver

logfile=D://user//src//java//DBConnectionManager//log.txt

idb.url=jdbc:idb:c://local//javawebserver1.1//db//db.prp

idb.maxconn=2

access.url=jdbc:odbc:demo

access.user=demo

access.password=demopw

注意，反斜线在windows平台下必须双写。

初始化方法init()创建一个Porperties对象并装载db.properties文件，然后读取日志文件属性。如果日志文件没有命名，则使用缺省的名字DBConnectionManager.log在当前目录下创建。在此情况下，一个系统错误被纪录。

方法loadDrivers()将指定的所有jdbc驱动程序注册，装载。

private void loadDrivers(Properties props) {
String driverClasses = props.getProperty("drivers");
StringTokenizer st = new StringTokenizer(driverClasses);
while (st.hasMoreElements()) {
String driverClassName = st.nextToken().trim();
try {
Driver driver = (Driver)
Class.forName(driverClassName).newInstance();
DriverManager.registerDriver(driver);
drivers.addElement(driver);
log("Registered JDBC driver " + driverClassName);
}
catch (Exception e) {
log("Can not register JDBC driver: " + driverClassName + ", Exception: " + e);
}
}
}

loadDrivers()使用StringTokenizer将dirvers属性分成单独的driver串，并将每个驱动程序装入java虚拟机。驱动程序的实例在JDBC 的DriverManager中注册，并加入一个私有的向量drivers中。向量drivers用来关闭和注销所有的驱动程序。

然后，DBConnectionPool对象由私有方法createPools()创建。

private void createPools(Properties props) {
Enumeration propNames = props.propertyNames();
while (propNames.hasMoreElements()) {
String name = (String) propNames.nextElement();
if (name.endsWith(".url")) {
String poolName = name.substring(0, name.lastIndexOf("."));
String url = props.getProperty(poolName + ".url");
if (url == null) {
log("No URL specified for " + poolName);
continue;
}
String user = props.getProperty(poolName + ".user");
String password = props.getProperty(poolName + ".password");
String maxconn = props.getProperty(poolName + ".maxconn", "0");
int max;
try {
max = Integer.valueOf(maxconn).intValue();
}
catch (NumberFormatException e) {
log("Invalid maxconn value " + maxconn + " for " + poolName);
max = 0;
}
DBConnectionPool pool = new DBConnectionPool(poolName, url, user, password, max);
pools.put(poolName, pool);
log("Initialized pool " + poolName);
}
}
}

一个枚举对象保存所有的属性名，如果属性名带有.url结尾，则表示是一个连接池对象需要被实例化。创建的连接池对象保存在一个Hashtable实例变量中。连接池名字作为索引，连接池对象作为值。

二、得到和返回连接

DBConnectionManager提供getConnection（）方法和freeConnection方法，这些方法有客户程序使用。所有的方法以连接池名字所参数，并调用特定的连接池对象。

public Connection getConnection(String name) {
DBConnectionPool pool = (DBConnectionPool) pools.get(name);
if (pool != null) {
return pool.getConnection();
}
return null;
}

public Connection getConnection(String name, long time) {
DBConnectionPool pool = (DBConnectionPool) pools.get(name);
if (pool != null) {
return pool.getConnection(time);
}
return null;
}

public void freeConnection(String name, Connection con) {
DBConnectionPool pool = (DBConnectionPool) pools.get(name);
if (pool != null) {
pool.freeConnection(con);
}
}

三、关闭

最后，由一个release（）方法，用来完好地关闭连接池。每个DBConnectionManager客户必须调用getInstance()方法引用。有一个计数器跟踪客户的数量。方法release()在客户关闭时调用，技术器减1。当最后一个客户释放，DBConnectionManager关闭所有的连接池。

public synchronized void release() {
// Wait until called by the last client
if (--clients != 0) {
return;
}

Enumeration allPools = pools.elements();
while (allPools.hasMoreElements()) {
DBConnectionPool pool = (DBConnectionPool) allPools.nextElement();
pool.release();
}

Enumeration allDrivers = drivers.elements();
while (allDrivers.hasMoreElements()) {
Driver driver = (Driver) allDrivers.nextElement();
try {
DriverManager.deregisterDriver(driver);
log("Deregistered JDBC driver " + driver.getClass().getName());
}
catch (SQLException e) {
log(e, "Can not deregister JDBC driver: " + driver.getClass().getName());
}
}
}

当所有连接池关闭，所有jdbc驱动程序也被注销。

连结池的作用

现在我们结合DBConnetionManager和DBConnectionPool类来讲解servlet中连接池的使用：

一、首先简单介绍一下Servlet的生命周期：

Servlet API定义的servlet生命周期如下：

1、 Servlet 被创建然后初始化（init()方法）。

2、 为0个或多个客户调用提供服务（service()方法）。

3、 Servlet被销毁，内存被回收（destroy()方法）。

二、servlet中使用连接池的实例

使用连接池的servlet有三个阶段的典型表现是：

1． 在init()中，调用DBConnectionManager.getInstance()然后将返回的引用保存在实例变量中。

2． 在sevice()中，调用getConnection()，执行一系列数据库操作，然后调用freeConnection()归还连接。

3． 在destroy()中，调用release()来释放所有的资源，并关闭所有的连接。

下面的例子演示如何使用连接池。

import java.io.*;
import java.sql.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;

public class TestServlet extends HttpServlet {
private DBConnectionManager connMgr;

public void init(ServletConfig conf) throws ServletException {
super.init(conf);
connMgr = DBConnectionManager.getInstance();
}

public void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res)
throws IOException {
res.setContentType("text/html");
PrintWriter out = res.getWriter();
Connection con = connMgr.getConnection("idb");
if (con == null) {
out.println("Cant get connection");
return;
}
ResultSet rs = null;
ResultSetMetaData md = null;
Statement stmt = null;
try {
stmt = con.createStatement();
rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM EMPLOYEE");
md = rs.getMetaData();
out.println("Employee data ");
while (rs.next()) {
out.println(" ");
for (int i = 1; i < md.getColumnCount(); i++) {
out.print(rs.getString(i) + ", ");
}
}
stmt.close();
rs.close();
}
catch (SQLException e) {
e.printStackTrace(out);
}
connMgr.freeConnection("idb", con);
}
public void destroy() {
connMgr.release();
super.destroy();
}
}