JDBC 数据库连接池：DBCP、C3P0

JDBC 数据库连接池的必要性

在使用开发基于数据库的web程序时，传统的模式基本是按以下步骤：
1）在主程序(如 servlet、beans )中建立数据库连接
2）进行 sql 操作
3）断开数据连接
使用这种模式开发，存在的问题：
1）普通的 JDBC 数据库连接使用 DriverManager 来说去，每次向数据库建立连接的时候都要将Connection 加载到内存中，再验证用户名和密码（需要花费0.05s-1s的时间）。需要数据库连接的时候，就向数据库要求一个，执行完后断开连接。这样的方式将会消耗大量的资源和时间。数据库的连接资源并没有得到很好的重复利用。若溶蚀有几百人甚至几千人在线，频繁的进行数据库连接操作将占用很多的系统资源，严重的甚至会造成服务器的崩溃。
2）对于每一次数据库连接，使用完后都得断开。否则，如果程序出现异常而未能关闭，将会导致数据库系统中的内存泄露，最终将导致重启数据库
3）这种开发不能控制被创建的连接对象数，系统资源会被毫无顾忌的分配出去，如连接过多，也可能导致内存泄漏，服务器崩溃

数据库连接池

为解决传统开发中的数据库连接问题，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，使用完毕后再放回去
数据库连接池负责分配、管理和释放数据库连接，它允许引用程序重复使用一个现有的数据连接，而不是重新建立一个
数据库连接池在初始化时将创建一定数量的数据库连接放到连接池中，这些数据库连接的数量是由最小数据库连接数来设定的。无论这些数据库连接是否被使用，连接池都将一直保证至少拥有这么多的连接数量。连接池的最大数据库连接数量限定了这个连接池能占有的最大连接数，当应用程序向连接池请求的连接数超过最大连接数量时，这些请求将被加入到等待队列中

两种开源的数据库连接池

1）JDBC 的数据库连接池使用 javax.sql.DataSource 来表示，DataSource 只是一个接口，该接口通常由服务器提供实现，也有一些开源组织提供实现：DBCP 数据库连接池、C3P0 数据库连接池

2）DataSource 通常被称为数据源，它包含连接池和连接池管理两个部分，习惯上也经常把DataSource 称为连接池

DBCP 数据源

1）DBCP 是 Apache 软件基金组织下的开源连接池实现，该连接池依赖该组织下的另一个开源系统，如需使用该连接池实现，应在系统增加两个jar包的依赖：commons-dpcp.jar (连接池的实现)、commons-pool.jar (连接池实现的依赖库)

2）Tomcat 的连接池正是采用该连接池来实现的。该数据库连接池既可以与应用服务器整合使用，也可由应用程序独立使用

DBCP 数据源使用范例

1）数据源和数据连接不同，数据源无需创建多个，它是产生数据库连接的工厂，因此整个应用只需要一个数据源即可

2）当数据库访问结束后，程序还是像以前一样关闭数据库连接：conn.close()；但上面的代码并没有关闭数据库的物理连接，它仅仅把数据库连接释放，归还给了数据库连接池

// 使用DBCP数据库连接池
// 1. 加入jar包依赖
// 2. 创建数据库连接池
// 3. 为数据源实例指定必须的属性
// 4. 从数据源中获取数据库连接
public void testDBCP throws SQLException{
    BasicDataSource dataSource = null;
    // 1. 创建DBCP 数据源实例
    dataSource = new BasicDataSource();
    // 2. 为数据源实例指定必须的属性
    dataSource.setUsername("root");
    dataSource.setPassword("1230");
    dataSource.setUrl("");
    dataSource.setDriverClassName("");
    // 3. 指定数据源的一些可选的属性
    // 1）指定数据库连接池中初始化连接数的个数
    dataSource.setInitialSize(10);
    // 2）指定最大的连接数：同一时刻可以同时向数据库申请的连接数
    dataSource.setMaxActive(20);
    // 3）指定最小连接数：在数据库连接池中保存的最少的空闲连接的数量
    dataSource.setMinIdle(5);
    // 4）等待数据库连接池分配连接的最长时间。单位为毫秒。超出该时间将抛出异常
    dataSource.setMaxWaitMillis(1000*5);
    // 4. 从数据源中获取数据库连接
    Connection connection = dataSource.getConnection()

    BasicDataSource basicDataSource = (BasicDataSource) dataSource;
    basicDataSource.getMaxWaitMillis(); // 获取配置内容
}

使用配置文件

// dbcp.properties 创建配置文件
username=root
password=1230
driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
url=jdbc:mysql:///atguigu

initialSize=10
maxActive=50
minIdle=5
maxWait=5000


public void testDBCPWithDataSourceFactory() throws Exception{       
    Properties properties = new Properties();
    InputStream inStream = JDBCTest.class.getClassLoader()
                .getResourceAsStream("dbcp.properties");
    properties.load(inStream);
        
    DataSource dataSource = BasicDataSourceFactory.createDataSource(properties);
    dataSource.getConnection(); // 获取连接 
        
    BasicDataSource basicDataSource = (BasicDataSource) dataSource; 
    basicDataSource.getMaxWait(); // 获取配置内容 
}

C3P0

// 创建c3p0-config.xml 文件
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<c3p0-config>      
    <named-config name="helloc3p0">
        <!-- 指定连接数据源的基本属性-->  
        <!--user是数据库的用户，password是数据库的密码，driverClass是mysql的数据库驱动，jdbcUrl是连接数据库的url -->       
        <property name="user">root</property>
        <property name="password">123456</property>
        <property name="driverClass">com.mysql.jdbc.Driver</property>
        <property name="jdbcUrl">jdbc:mysql://localhost:3306/java?useUnicode=true&amp;serverTimezone=UTC&amp;characterEncoding=UTF-8</property>

        <!--当连接池中的连接耗尽的时候c3p0一次同时获取的连接数 -->     
        <property name="acquireIncrement">5</property>
                
        <!--初始化时获取十个连接，取值应在minPoolSize与maxPoolSize之间 -->        
        <property name="initialPoolSize">10</property>
        
        <!--连接池中保留的最小连接数 -->        
        <property name="minPoolSize">10</property>
        
        <!--连接池中保留的最大连接数 -->        
        <property name="maxPoolSize">50</property>  
           
         <!--JDBC的标准参数，用以控制数据源内加载的PreparedStatements数量。但由于预缓存的statements属于单个connection而不是整个连接池。所以设置这个参数需要考虑到多方面的因素。如果maxStatements与maxStatementsPerConnection均为0，则缓存被关闭。Default: 0-->
        <property name="maxStatements">20</property>
        
        <!--maxStatementsPerConnection定义了连接池内单个连接所拥有的最大缓存statements数。Default: 0 -->
        <property name="maxStatementsPerConnection">5</property> 
    </named-config>
</c3p0-config>

// pom.xml 中增加c3p0的依赖
<dependency>
    <groupId>c3p0</groupId>
    <artifactId>c3p0</artifactId>
    <version>0.9.1.2</version>
</dependency>

public void testC3p0WithCongigFile() throws Exception{
    DataSource dataSource = new ComboPooledDataSource("helloc3p0");
    dataSource.getConnection(); // 在连接池获取连接
    ComboPooledDataSource comboPooledDataSource = (ComboPooledDataSource) dataSource; 
    comboPooledDataSource.getMaxStatements();// 获取配置文件中的getMaxStatements内容
}

不使用配置文件

// 直接使用c3p0，不使用c3p0-config.xml 文件
public void testC3p0() throws Exception{
    ComboPooledDataSource cpds = new ComboPooledDataSource();
    cpds.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
    cpds.setJdbcUrl("jdbc:mysql:///test");
    cpds.setUser("root");
    cpds.setPassword("1230");
    cpbs.getConnection(); // 获取连接
}

JDBC 数据库连接池：DBCP、C3P0