@[TOC](并发实战（1）- 模拟等待超时模式的连接池)
前言
我们来进行并发的实战，用等待超时模式来实现连接池的功能。
不管是在Spring还是Mybatis中的的连接池，都是按照等待超时的思想来实现的。
接下来简单的来实现一个等待超时模式的连接池
什么是等待超时模式的连接池
什么是等待超时模式的连接池，从名字中可以看到就是通过等待与等待超时来实现一个连接池。连接池也就是一个池子容器，里面放着我们定义好的连接，在需要的时候从中取出连接，并且在使用完成后归还接连，减少了连接创建与销毁的性能消耗。
所以我们想实现一个等待超时模式的连接池，需要实现以下几步
一、创建一个连接池类
二、定义一个连接池容器
三、初始化连接池容器
四、定义取出连接方法
五、定义归还连接方法
连接池的实现
/**
* @version 1.0
* @Description 数据库连接池
* @Author 残冬十九
* @Date 2020/6/15
*/
public class DbPool {
/**
* 数据库连接池容器
*/
private final static LinkedList<Connection> CONNECTION_POOL = new LinkedList<>();
/**
* 初始化连接池，传入初始化大小，当大于0会初始化连接池容器
*
* @param initialSize
*/
public DbPool(int initialSize) {
if (initialSize > 0) {
for (int i = 0; i < initialSize; i++) {
CONNECTION_POOL.addLast(SqlConnectImpl.fetchConnection());
}
}
}
/**
* 获取连接
*
* @param timeOut 超时时间 ,0活小于0则永不超时。
* @return 获取到的连接，超时则为空，需要处理
* @throws InterruptedException 抛出的线程状态异常
*/
public Connection fetchConn(long timeOut) throws InterruptedException {
synchronized (CONNECTION_POOL) {
// 超时时间小于等于0，即为永不超时
if (timeOut <= 0) {
// 判断当前线程池是否为空，为空则进入等待状态，等待其他线程来唤醒
while (CONNECTION_POOL.isEmpty()) {
CONNECTION_POOL.wait();
}
// 获取并返回第一个链接
return CONNECTION_POOL.removeFirst();
} else {
// 求出超时的时间以及剩余的超时时间
long overtime = System.currentTimeMillis() + timeOut;
long remain = timeOut;
// 判断当前线程池是否为空并且剩余超时时间大于0，不满足的进入等待状态，等其他线程唤醒，并且求出剩余超时时间
while (CONNECTION_POOL.isEmpty() && remain > 0) {
CONNECTION_POOL.wait(remain);
remain = overtime - System.currentTimeMillis();
}
// 初始化为空的连接，
Connection connection = null;
//走到这一步有两种情况，一种是获取到了连接池连接，则获取的连接返回，一种是等待超时，返回空的连接
if (!CONNECTION_POOL.isEmpty()) {
connection = CONNECTION_POOL.removeFirst();
}
//返回连接
return connection;
}
}
}
/**
* 放回数据库连接
*
* @param conn 连接
*/
public void releaseConn(Connection conn) {
//判断连接是否为空
if (conn != null) {
synchronized (CONNECTION_POOL) {
//将连接放入容器尾部
CONNECTION_POOL.addLast(conn);
//唤醒所有等待的线程
CONNECTION_POOL.notifyAll();
}
}
}
}
这就是实现了数据库连接池的类，在类中有
CONNECTION_POOL 连接池容器
DbPool 构造方法来初始化容器
fetchConn 获取连接
releaseConn 归还连接
其中用到的SqlConnectImpl是自定义的一个类，实现了Connection接口，没有做其他处理
public class SqlConnectImpl implements Connection {
/**
* 拿一个数据库连接
*
* @return
*/
public static Connection fetchConnection() {
return new SqlConnectImpl();
}
}
从代码中可以看出我们使用了wait()和notifyAll()方法，这两个方法是我们实现等待超时模式的关键点，wait是让线程处于等待状态，要么是等待时间到了或者被其他线程唤醒，否则会一直等待下去，正是通过这个机制来完成了等待超时模式的连接池。
连接池测试
现在连接池已经实现了，接下来就是要进行对连接池进行测试了。
我们定义了连接池中连接池大小为10，并定义了CountDownLatch 来控制线程，保证main中的统计最后执行（如果对CountDownLatch 不太了解的，可以看看之前的一篇关于CountDownLatch 的博客链接: 高并发（8）- 线程并发工具类-CountDownLatch.）
然后有100个线程，每个线程操作40次，也就是获取4000次连接，然后统计其中获取到连接的次数和超时的次数，这两个分别用了原子操作类来记录，保证线程的安全。
/**
* @version 1.0
* @Description 数据库线程池测试
* @Author 残冬十九
* @Date 2020/6/15
*/
public class DbPoolTest {
/**
* 初始化线程池，大小为10
*/
static DbPool pool = new DbPool(10);
/**
* 控制器:控制main线程将会等待所有Work结束后才能继续执行
*/
static CountDownLatch end;
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
// 线程数量
int threadCount = 100;
//定义CountDownLatch长度
end = new CountDownLatch(threadCount);
//每个线程的操作次数
int count = 40;
//计数器：统计可以拿到连接的线程，原子操作，保证线程安全
AtomicInteger got = new AtomicInteger();
//计数器：统计没有拿到连接的线程，原子操作，保证线程安全
AtomicInteger notGot = new AtomicInteger();
//循环创建线程获取连接
for (int i = 0; i < threadCount; i++) {
new Thread(new Worker(count, got, notGot), "worker_" + i).start();
}
// main线程在此处等待,等待所有线程执行完毕
end.await();
System.out.println("总共尝试了: " + (threadCount * count));
System.out.println("拿到连接的次数： " + got);
System.out.println("没能连接的次数： " + notGot);
}
static class Worker implements Runnable {
int count;
AtomicInteger got;
AtomicInteger notGot;
public Worker(int count, AtomicInteger got, AtomicInteger notGot) {
this.count = count;
this.got = got;
this.notGot = notGot;
}
@Override
public void run() {
while (count > 0) {
try {
// 从线程池中获取连接，如果10ms内无法获取到，将会返回null
// 分别统计连接获取的数量got和未获取到的数量notGot
Connection connection = pool.fetchConn(10);
if (connection != null) {
try {
//获取到连接则进行操作
connection.createStatement();
connection.commit();
} finally {
//最后释放连接，并且成功获取连接数量+1
pool.releaseConn(connection);
got.incrementAndGet();
}
} else {
//没有获取到连接则等待超时，未获取到连接数量+1
notGot.incrementAndGet();
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ "等待超时!");
}
} catch (Exception ex) {
} finally {
//线程操作数量-1
count--;
}
}
//线程执行完后执行一次CountDownLatch
end.countDown();
}
}
}
从结果图中看出，我们请求了4000次连接池，其中3975次获取到了连接，25次连接超时了。
不管spring还是Mybatis中的来连接池都是类似的实现，不过这个是比较简单的实现，不过原理都是一样的。
这个就是简单的等待超时模式的连接池，希望对读者有帮助。
