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day48-JDBC和連接池04

2022-10-17 06:31:48 後端開發

JDBC和連接池04

10.資料庫連接池

10.1傳統連接弊端分析

  • 傳統獲取Connection問題分析
  1. 傳統的 JDBC 資料庫連接使用DriverManager來獲取，每次向資料庫建立連接的時候都要將Connection加載到記憶體中，再驗證IP地址，用戶名和密碼（約0.05s~1s時間），需要資料庫連接的時候，就向資料庫要求一個，頻繁地進行資料庫連接操作將會占用很多的系統資源，容易造成服務器崩潰
  2. 每一次資料庫連接，使用完后都得斷開，如果程式出現例外而未能關閉，將導致資料庫記憶體泄漏，最終將導致重啟資料庫
  3. 傳統獲取連接的方式，不能控制創建的連接數量，如連接過多，也可能導致記憶體泄漏，MySQL崩潰
  4. 解決傳統開發中的資料庫連接問題，可以采用資料庫連接池技術（connection pool）
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例子1

package li.jdbc.datasource;

import li.jdbc.utils.JDBCUtils;
import org.junit.Test;

import java.sql.Connection;

public class ConQuestion {
    @Test
    public void testCon(){
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            //使用傳統的jdbc方式得到連接
            Connection connection = JDBCUtils.getConnection();
            //這里做一些作業....
            //不關閉連接資源，使其一直占用
        }
    }
}

出現的例外：

java.lang.RuntimeException: com.mysql.jdbc.exceptions.jdbc4.MySQLNonTransientConnectionException: Data source rejected establishment of connection, message from server: "Too many connections"

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例子2：

package li.jdbc.datasource;

import li.jdbc.utils.JDBCUtils;
import org.junit.Test;

import java.sql.Connection;

public class ConQuestion {

    @Test
    public void testCon(){
        long start = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("開始連接...");
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            //使用傳統的jdbc方式得到連接
            Connection connection = JDBCUtils.getConnection();
            //這里做一些作業....
            JDBCUtils.close(null,null,connection);//每次連接完都正常關閉連接資源
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("傳統方式連接5000次耗時："+(end-start));//20171ms
    }
}

每次連接完都正常關閉連接資源，可以看到5000次連接資料庫需要耗時20171ms

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10.2資料庫連接池原理

  • 資料庫連接池基本介紹
  1. 預先在緩沖池中放入一定數量的連接，當需要建立資料庫連接時，只需從“緩沖池”中取出一個，使用完畢之后再將連接放回連接池中，
  2. 資料庫連接池負責分配、管理和釋放資料庫連接，它允許應用程式重復使用一個現有的資料庫連接，而不是重新建立一個
  3. 當應用程式向連接池請求的連接數超過最大連接數量時，這些請求將被加入到等待佇列中
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  • 資料庫連接池種類
  1. JDBC的資料庫連接池使用javax.sql.DataSource來表示，DataSource只是一個介面，該介面通常由第三方提供實作 [提供相應的jar包]
  2. C3P0資料庫連接池，速度相對較慢，穩定性不錯（hibernate，spring）
  3. DBCP資料庫連接池，速度相對C3P0較快，但不穩定
  4. Proxool資料庫連接池，有監控連接池狀態的功能，穩定性較C3P0差一點
  5. BoneCP資料庫連接池，速度快
  6. Druid（德魯伊）是阿里提供的資料庫連接池，集DBCP、C3P0、Proxool優點于一身的資料庫連接池

10.3C3P0方式

10.3.1方式1-相關引數在程式中指定

使用代碼實作c3p0資料庫連接池

首先在網上下載c3p0jar包，并將其復制到專案的lib檔案夾中，右鍵選擇add as library

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package li.jdbc.datasource;

import com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource;
import org.junit.Test;

import java.io.FileInputStream;
import java.sql.Connection;
import java.util.Properties;

/**
 * 演示c3p0的使用
 */
public class C3P0_ {

    //方式1：相關引數在程式中指定，user，url，password等
    @Test
    public void testC3P0_01() throws Exception {

        //1.創建一個資料源物件
        ComboPooledDataSource comboPooledDataSource = new ComboPooledDataSource();
        //2.通過組態檔mysql.properties獲取相關的連接資訊
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\\mysql.properties"));
        //讀取相關的屬性值
        String user = properties.getProperty("user");
        String password = properties.getProperty("password");
        String url = properties.getProperty("url");
        String driver = properties.getProperty("driver");

        //給資料源 comboPooledDataSource設定相關的引數
        //注意：連接管理 是由comboPooledDataSource來管理
        comboPooledDataSource.setDriverClass(driver);
        comboPooledDataSource.setJdbcUrl(url);
        comboPooledDataSource.setUser(user);
        comboPooledDataSource.setPassword(password);

        //設定初始化連接數
        comboPooledDataSource.setInitialPoolSize(10);
        //最大連接數--連接請求超過最大連接資料將進入等待佇列
        comboPooledDataSource.setMaxPoolSize(50);
        //測驗連接池的效率
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            Connection connection = comboPooledDataSource.getConnection();//這個方法就是從DataSource 介面實作的
            //System.out.println("連接成功");
            connection.close();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("c3p0 5000次連接mysql 耗時=" + (end - start));
    }
}

c3p0方式一：5000次的連接耗時553ms

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10.3.2方式2-使用組態檔模板來完成

首先如10.3.1一樣將jar包加入到專案中

然后將c3p0提供的組態檔c3p0-config.xml復制到src目錄下，該檔案指定了連接資料庫和連接池的相關引數

c3p0-config.xml：

<c3p0-config>

    <!--資料源的名稱，代表連接池，名字是隨意的  -->
    <named-config name="hello">
        <!-- 驅動類 -->
        <property name="driverClass">com.mysql.jdbc.Driver</property>
        <!-- url-->
        <property name="jdbcUrl">jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/hsp_db02</property>
        <!-- 用戶名 -->
        <property name="user">root</property>
        <!-- 密碼 -->
        <property name="password">123456</property>
        <!-- 每次增長的連接數-->
        <property name="acquireIncrement">5</property>
        <!-- 初始的連接數 -->
        <property name="initialPoolSize">10</property>
        <!-- 最小連接數 -->
        <property name="minPoolSize">5</property>
        <!-- 最大連接數 -->
        <property name="maxPoolSize">50</property>

        <!-- 可連接的最多的命令物件數 -->
        <property name="maxStatements">5</property>

        <!-- 每個連接物件可連接的最多的命令物件數 -->
        <property name="maxStatementsPerConnection">2</property>
    </named-config>
</c3p0-config>

測驗程式：

package li.jdbc.datasource;

import com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource;
import org.junit.Test;

import java.sql.Connection;

/**
 * 演示c3p0的使用
 */
public class C3P0_ {

    //方式2：使用組態檔模板來完成
    //將c3p0提供的組態檔c3p0-config.xml復制到src目錄下
    // 該檔案指定了連接資料庫和連接池的相關引數
    @Test
    public void testC3P0_02() throws Exception {
        ComboPooledDataSource comboPooledDataSource = new ComboPooledDataSource("hello");
        //測驗5000次連接誒mysql
        long start = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("開始執行...");
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            Connection connection = comboPooledDataSource.getConnection();
            //System.out.println("連接成功");
            connection.close();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("c3p0的第二種方式 5000次連接mysql 耗時=" + (end - start));

    }
}

c3p0的第二種方式 5000次連接mysql 耗時=533ms

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10.4德魯伊連接池

首先將Druid的jar包復制到專案的lib檔案夾中，點擊右鍵，選擇add as library

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jar包在該網站可以下載 Central Repository: com/alibaba/druid (maven.org)

然后將提供的組態檔的druid.properties(檔案名可以隨意)復制到src目錄下

druid.properties:

#key=value
driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql://localhost:3306/hsp_02?rewriteBatchedStatements=true
#url=jdbc:mysql://localhost:3306/hsp_02
username=root
password=123456
#initial connection Size
initialSize=10
#min idle connecton size
minIdle=5
#max active connection size
maxActive=50
#max wait time (5000 mil seconds) 在等待佇列中的最大等待時間
maxWait=5000

測驗程式：

package li.jdbc.datasource;

import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSourceFactory;
import org.junit.Test;

import javax.sql.DataSource;
import java.io.FileInputStream;
import java.sql.Connection;
import java.util.Properties;

/**
 * 測驗德魯伊Druid的使用
 */
public class Druid_ {

    @Test
    public void testDruid() throws Exception {
        //1.加入Druid包
        //2.加入組態檔 druid.properties,將該檔案復制到專案的src目錄下面
        //3.創建Properties物件，讀取組態檔
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\\druid.properties"));

        //4.創建一個指定引數的資料庫連接池,Druid連接池
        DataSource dataSource = 
                DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            Connection connection = dataSource.getConnection();
            //System.out.println("連接成功！");
            connection.close();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Druid連接池 操作5000次耗時="+(end-start));
    }
}

德魯伊連接池操作5000次的總耗時為434ms

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5000次連接池的時間和c3p0的時間差不多，但是當連接數量到50萬、500萬時差距就會很明顯，因此在實際開發中推薦使用Druid連接池，

10.4.1德魯伊工具類

將之前7.1的JDBCUtils工具類改為Druid（德魯伊）實作

通過德魯伊資料庫連接池獲取連接物件

工具類：JDBCUtilsByDruid

package li.jdbc.datasource;

import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSourceFactory;

import javax.sql.DataSource;
import java.io.FileInputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
import java.util.Properties;

/**
 * 基于Druid資料庫連接池的工具類
 */
public class JDBCUtilsByDruid {

    private static DataSource ds;

    //在靜態代碼塊完成ds的初始化
    //靜態代碼塊在加載類的時候只會執行一次，因此資料源也只會初始化一次
    static {
        Properties properties = new Properties();
        try {
            properties.load(new FileInputStream("src\\druid.properties"));
            ds = DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //撰寫getConnection方法
    public static Connection getConnection() throws SQLException {
        return ds.getConnection();
    }

    //關閉連接（注意：在資料庫連接池技術中，close不是真的關閉連接，而是將Connection物件放回連接池中）
    public static void close(ResultSet resultSet, Statement statemenat, Connection connection) {
        try {
            if (resultSet != null) {
                resultSet.close();
            }
            if (statemenat != null) {
                statemenat.close();
            }
            if (connection != null) {
                connection.close();
            }
        } catch (SQLException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

測驗程式：JDBCUtilsByDruid_Use

package li.jdbc.datasource;

import org.junit.Test;

import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Date;

public class JDBCUtilsByDruid_Use {

    @Test
    public void testSelect() {
        System.out.println("使用druid方式完成");
        //1.得到連接
        Connection connection = null;
        //2.組織一個sql陳述句
        String sql = "Select * from actor where id >=?";
        //3.創建PreparedStatement物件
        PreparedStatement preparedStatement = null;
        ResultSet set = null;
        try {
            connection = JDBCUtilsByDruid.getConnection();
            /**
             * Connection是個介面，是由sun公司定義的規范，根據Connection的實作類不同，close方法也不同
             * mysql的廠商的實作類是直接把連接關閉，Alibaba的實作是將參考的連接放回到連接池等待下一次參考
             * 因此在Druid中的close方法并不是真正地關閉連接
             */
            System.out.println(connection.getClass());//運行型別 class com.alibaba.druid.pool.DruidPooledConnection

            preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
            preparedStatement.setInt(1, 1);//給?號賦值
            //執行sql,得到結果集
            set = preparedStatement.executeQuery();
            //遍歷該結果集
            while (set.next()) {
                int id = set.getInt("id");
                String name = set.getString("name");
                String sex = set.getString("sex");
                Date borndate = set.getDate("borndate");
                String phone = set.getString("phone");
                System.out.println(id + "\t" + name + "\t" + sex + "\t" + borndate + "\t" + phone);
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //關閉資源（不是真的關閉連接，而是將Connection物件放回連接池中）
            JDBCUtilsByDruid.close(set, preparedStatement, connection);
        }
    }
}
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注意：

Connection是個介面，是由sun公司定義的規范，根據Connection的實作類不同，close方法也不同

mysql的廠商的實作類是直接把連接關閉，Alibaba的實作是將參考的連接放回到連接池等待下一次參考

因此在Druid中的close方法并不是真正地關閉連接，而是將Connection物件放回連接池中

10.5Apache-DBUtils

10.5.1resultSet問題

先分析一個問題

在之前的程式中，執行sql陳述句后回傳的結果集存在如下問題：

  1. 關閉connection后，resultSet結果集無法使用

    如果要使用結果集，就不能關閉連接，不能關閉連接，就會反過來影響別的程式去連接資料庫，就會對多并發程式造成很大的影響

  2. resultSet不利于資料的管理

    如果其它的方法或者程式想要使用結果集，也需要一直保持連接，影響其他程式對資料庫的連接

  3. 使用回傳資訊也不方便

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解決方法：

定義一個類，該類的屬性和表的欄位是對應關系/映射關系，即用類的屬性和表的欄位(列)關聯起來
我們把這種類叫做JavaBean，或者POJO，Domain，

一個Actor物件就對應一條actor表的記錄，將Actor物件放入到ArrayList集合中（將結果集的記錄封裝到ArrayList中）

10.5.2土方法完成封裝

Actor類（JavaBean）：

package li.jdbc.datasource;

import java.util.Date;

/**
 * Actor物件和actor表的記錄對應
 */
public class Actor {//JavaBean/POJO/Domain
    private Integer id;
    private String name;
    private String sex;
    private Date borndate;
    private String phone;

    public Actor() {//一定要給一個無參構造器[反射需要]
    }

    public Actor(Integer id, String name, String sex, Date borndate, String phone) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.sex = sex;
        this.borndate = borndate;
        this.phone = phone;
    }

    public Integer getId() {
        return id;
    }

    public void setId(Integer id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

    public Date getBorndate() {
        return borndate;
    }

    public void setBorndate(Date borndate) {
        this.borndate = borndate;
    }

    public String getPhone() {
        return phone;
    }

    public void setPhone(String phone) {
        this.phone = phone;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "\nActor{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", sex='" + sex + '\'' +
                ", borndate=" + borndate +
                ", phone='" + phone + '\'' +
                '}';
    }
}

測驗程式：

package li.jdbc.datasource;

import org.junit.Test;

import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Date;

public class JDBCUtilsByDruid_Use {
    //使用土方法嘗試解決ResultSet問題==封裝=>ArrayList
    @Test
    public void testSelectToArrayList() {//也可以設定回傳值
        System.out.println("使用druid方式完成");
        //1.得到連接
        Connection connection = null;
        //2.組織一個sql陳述句
        String sql = "Select * from actor where id >=?";
        //3.創建PreparedStatement物件
        PreparedStatement preparedStatement = null;
        ResultSet set = null;
        ArrayList<Actor> list = new ArrayList<>();//創建ArrayList物件，存放actor物件
        try {
            connection = JDBCUtilsByDruid.getConnection();
            preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
            preparedStatement.setInt(1, 1);//給?號賦值
            //執行sql,得到結果集
            set = preparedStatement.executeQuery();
            //遍歷該結果集
            while (set.next()) {
                int id = set.getInt("id");
                String name = set.getString("name");
                String sex = set.getString("sex");
                Date borndate = set.getDate("borndate");
                String phone = set.getString("phone");
                //把得到的當前 resultSet的一條記錄，封裝到一個Actor物件中，并放入arraylist集合
                list.add(new Actor(id,name,sex,borndate,phone));
            }

            System.out.println("list集合資料="+list);
            //or
            for (Actor actor:list) {
                System.out.println("id="+actor.getId()+"\t"+"name="+actor.getName());
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //關閉資源（不是真的關閉連接，而是將Connection物件放回連接池中）
            JDBCUtilsByDruid.close(set, preparedStatement, connection);
        }
        //因為ArrayList 和 connection 沒有任何關聯，所以該集合可以復用
        //return list;
    }
}
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10.5.3Apache-DBUtils

  • 基本介紹

    commons-dbutils是Apache組織提供的一個開源 JDBC工具類別庫，它是對 JDBC的封裝，使用dbutils能極大簡化 JDBC編碼的作業量，

  • DbUtils類

  1. QueryRunner類：該類封裝了SQL的執行，是執行緒安全的，可以實作增、刪、改、查、批處理
  2. 使用QueryRunner類實作查詢
  3. ResultSetHandler介面：該介面用于處理 java.sql.ResultSet，將資料按要求轉換為另一種形式
方法 解釋
ArrayHandler 將結果集中的第一行資料轉成物件陣列
ArrayListHandler 把結果集中的每一行資料都轉成一個陣列，再存放到List中
BeanHandler 將結果集中的第一行資料封裝到一個對應的JavaBean實體中
BeanListHandler 將結果集中的每一行資料都封裝到一個對應的JavaBean實體中，再存放到List中
ColumnListHandler 將結果集中某一列的資料存放到List中
KeyedHandler（name） 將結果集中的每行資料都封裝到Map中，再把這些map再存放到一個map里，其key為指定的key
MapHandler 將結果集中的第一行資料封裝到一個Map里，key是列名，value就是對應的值
MapListHandler 將結果集中的每一行資料都封裝到一個Map里，然后再存放到List

DBUtils的jar包下載可以去官網下載

應用實體

使用DBUtils+資料庫連接池（德魯伊）方式，完成對表actor的crud操作

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首先將DBUtils的jar包添加到專案的libs檔案夾下面，右鍵選擇add as library

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Actor類詳見10.5.2

DBUtils_USE：

package li.jdbc.datasource;

import org.apache.commons.dbutils.QueryRunner;
import org.apache.commons.dbutils.handlers.BeanListHandler;
import org.junit.Test;

import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import java.util.List;

public class DBUtils_USE {

    //使用Apache-DBUtils工具類 + Druid 完成對表的crud操作
    @Test
    public void testQueryMany() throws SQLException {//回傳結果是多行的情況
        //1.得到連接（Druid）
        Connection connection = JDBCUtilsByDruid.getConnection();
        //2.使用DBUtils類和介面（先引入相關的jar，加入到本地的project）
        //3.創建QueryRunner
        QueryRunner queryRunner = new QueryRunner();
        //4.然后就可以執行相關的方法，回傳ArrayList結果集
        //String sql = "Select * from actor where id >=?";
        //注意 ：sql陳述句也可以查詢部分的列,沒有查詢的屬性就在actor物件中置空
        String sql = "Select id,name from actor where id >=?";
        /**
         * (1) query方法就是執行sql陳述句，得到resultSet--封裝到-->Arraylist集合中
         * (2) 然后回傳集合
         * (3) connection就是連接
         * (4) sql：執行的sql陳述句
         * (5) new BeanListHandler<>(Actor.class): 將resultSet->Actor物件->封裝到ArrayList
         *             底層使用反射機制，去獲取 Actor的屬性，然后進行封裝
         * (6) 1 就是給sql陳述句中的?賦值,可以有多個值，因為是可變引數
         * (7) 底層得到的resultSet，會在query關閉,同時也會關閉PreparedStatement物件
         */
        List<Actor> list =
                queryRunner.query(connection, sql, new BeanListHandler<>(Actor.class), 1);
        System.out.println("輸出集合的資訊：");
        for (Actor actor : list) {
            System.out.print(actor);
        }

        //釋放資源
        JDBCUtilsByDruid.close(null, null, connection);
    }
}
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10.5.4ApDBUtils原始碼分析

在上述10.5.3代碼中，在List<Actor> list = queryRunner.query(connection, sql, new BeanListHandler<>(Actor.class), 1);陳述句旁打上斷點，點擊debug，點擊step into

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游標跳轉到如下方法：

public <T> T query(Connection conn, String sql, ResultSetHandler<T> rsh,
        Object... params) throws SQLException {

    PreparedStatement stmt = null;//定義PreparedStatement物件
    ResultSet rs = null;//接識訓傳的resultSet
    T result = null;//回傳ArrayList

    try {
        stmt = this.prepareStatement(conn, sql);//創建PreparedStatement
        this.fillStatement(stmt, params);//對SQL陳述句進行?賦值
        rs = this.wrap(stmt.executeQuery());//執行SQL，回傳resultSet
        result = rsh.handle(rs);//將回傳的resultSet-->封裝到ArrayList中[使用反射，對傳入的class物件進行處理]

    } catch (SQLException e) {
        this.rethrow(e, sql, params);

    } finally {
        try {
            close(rs);//關閉resultSet
        } finally {
            close(stmt);//關閉preparedStatement
        }
    }

    return result;//回傳ArrayList
}

轉載請註明出處，本文鏈接：https://www.uj5u.com/houduan/514993.html

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