JAVA数据库连接池原理(24K纯手工打造)

package com.cnhtc.db.pool;import java.sql.Connection;import java.sql.DatabaseMetaData;import java.sql.Driver;import java.sql.DriverManager;import java.sql.SQLException;import java.sql.Statement;import java.util.Enumeration;import java.util.Vector;/** * 注释完整，深刻透彻的写出数据库连接池的内部原理 * @author Administrator * */public class ConnectionPool {private String jdbcDriver = "";// 数据库驱动private String dbUrl = "";// 数据URLprivate String dbUsername = "";// 数据库用户名private String dbPassword = "";// 数据库密码private String testTable = "";// 测试连接是否可用的测试表名，默认没有测试表private int initialConnections = 10;// 连接池的初始大小private int incrementalConnections = 5;// 连接池自动增加的大小private int maxConnections = 50;// 连接池最大的大小private Vector connections = null;// 存放连接池中数据库连接的向量，初始为null// 它中存放的对象为PooledConnection型/** * 构造函数 *  * @param jdbcDriver数据库JBDC驱动类串 * @param dbUrl数据库URL * @param dbUsername连接数据库用户名 * @param dbPassword连接数据库密码 */public ConnectionPool(String jdbcDriver, String dbUrl, String dbUsername,String dbPassword) {this.jdbcDriver = jdbcDriver;this.dbUrl = dbUrl;this.dbUsername = dbUsername;this.dbPassword = dbPassword;}/** * 返回连接池的初始大小 *  * @return初始连接池中可获得连接数量 */public int getInitialConnections() {return this.initialConnections;}/** * 设置连接池的初始大小 *  * @param initialConnections用于设置初始连接池中的连接数量 */public void setInitialConnections(int initialConnections) {this.initialConnections = initialConnections;}/** * 返回连接池自动增加的大小 *  * @return连接池自动增加的大小 */public int getIncrementalConnections() {return this.incrementalConnections;}/** * 设置连接池自动增加的大小 *  * @param incrementalConnections连接池自动增加的大小 */public void setIncrementalConnections(int incrementalConnections) {this.incrementalConnections = incrementalConnections;}/** * 获取测试数据库表的名字 *  * @return测试数据库表的名字 */public String getTestTable() {return testTable;}/** * 设置测试表的名字 *  * @param testTable测试表的名字 */public void setTestTable(String testTable) {this.testTable = testTable;}/** * 返回连接池中最大可用的连接数量 *  * @return连接池中最大可用的连接数量 */public int getMaxConnection() {return maxConnections;}/** * 设置连接池中最大可用连接数量 *  * @param maxConnections设置连接池中最大可用连接数量值 */public void setMaxConnection(int maxConnections) {this.maxConnections = maxConnections;}/** * 创建一个数据库连接池，连接池中的可用连接数量采用类成员 initialConnections中设置的值 *  * @throws Exception */public synchronized void creatPool() throws Exception {// 确保连接池中没有创建// 如果连接池已经创建，保存连接的向量connections不会为空if (connections != null) {return;// 如果已经创建，则返回}// 实例化JDBC Driver中指定的驱动实例Driver driver = (Driver) Class.forName(this.jdbcDriver).newInstance();DriverManager.registerDriver(driver);// 注册JDBC驱动程序// 创建保存连接的向量，初始化有0个元素connections = new Vector();// 根究intialConnenctions中设置的值，创建连接。creatConnections(this.initialConnections);System.out.println("数据库连接池创建成功！");}/** * 创建由numConnections指定数目的数据库连接，并把这些连接 放入connections向量中 *  * @param numConnections要创建的数据库连接数目 * @throws SQLException */@SuppressWarnings("unchecked")private void creatConnections(int numConnections) throws SQLException {// 循环创建指定数目的数据库连接for (int x = 0; x < numConnections; x++) {// 是否连接池中的数据库连接的数量已经达到最大？最大值由类成员maxConnections// 指出，如果maxConncetions为0或负数，表示连接数量没有限制。// 如果连接数已经达到最大，即退出。if (this.maxConnections > 0&& this.connections.size() >= this.maxConnections) {break;}// add a newPooledConnection object to connection vector// 增加一个连接到连接池中（向量conntions中）try {connections.addElement(new PooledConnection(newConnection()));} catch (SQLException e) {// TODO: handle exceptionSystem.out.println("数据库连接失败！" + e.getMessage());throw new SQLException();}System.out.println("执行creatConnections方法，数据库连接已创建...");}}/** * 创建一个新的数据库连接并返回它 *  * @return返回一个新创建的数据库连接 * @throws SQLException */private Connection newConnection() throws SQLException {// 创建一个数据库连接Connection conn = DriverManager.getConnection(dbUrl, dbUsername,dbPassword);// 如果这是第一次创建数据库连接，即检查数据库，获得此数据库允许支持的// 最大客户连接数目// connections.size() == 0表示目前没有连接已被创建if (connections.size() == 0) {DatabaseMetaData metaData = conn.getMetaData();int driverMaxConnections = metaData.getMaxConnections();// 数据库返回的driverMaxConnnections若为0，表示此数据库没有最大// 连接限制，或数据库最大连接限制不知道// driverMaxConnections为返回的一个整数，表示此数据库允许客户连接的数目// 如果连接池中的设置最大连接数量大于数据库允许的连接数量，则设置连接池的最大// 连接数目为数据库允许的最大数目if (driverMaxConnections > 0&& this.maxConnections > driverMaxConnections) {this.maxConnections = driverMaxConnections;}}return conn;// 返回创建的新的数据库连接}/** * 通过调用getFreeConnection()函数返回一个可用的数据库连接， 如果当前没有可用的数据连接，并且更多的数据库连接不能创建 * 如连接池大小的限制，此函数等待一会再尝试获取 *  * @return返回一个可用的数据库连接对象 * @throws SQLException */public synchronized Connection getConnection() throws SQLException {// 确保连接池已被创建if (connections == null) {return null;// 连接池还没创建，则返回null}Connection conn = getFreeConnection();// 获得一个可用的数据库连接// 如果目前没有可以使用的连接，即所有的连接在使用中while (conn == null) {// 等一会再试wait(250);conn = getFreeConnection();// 重新再试，知道获得可以用的连接，如果// getFreeConnection()返回的为null// 则表明创建一批连接后也不可获得可用连接}return conn;// 返回获得的可用连接}/** * 本函数从连接池向量connections中返回一个可用的数据库连接，如果 * 当前没有可用的数据库连接，本函数则根据incrementalConnections设置的 值创建几个数据库连接，并放入连接池中。 * 如果创建后所有的连接都在使用中，则返回null *  * @return返回一个可用的数据库连接 * @throws SQLException */private Connection getFreeConnection() throws SQLException {// 从连接池中获得一个可用的数据连接Connection conn = findFreeConnection();if (conn == null) {// 如果目前连接池中没有可用的连接// 创建一些连接creatConnections(incrementalConnections);// 重新从连接池中查找是否有可用连接conn = findFreeConnection();if (conn == null) {// 如果创建连接后依然获不到可用的连接，则返回nullreturn null;}}return conn;}/** * 查找连接池中所有的连接，查找一个可用的数据库连接 如果没有可用的连接，返回null *  * @return返回一个可用的数据库连接 * @throws SQLException */private Connection findFreeConnection() throws SQLException {Connection conn = null;PooledConnection pConn = null;// 获得连接池向量中所有的对象Enumeration enumerate = connections.elements();// 遍历所有的对象，看是否有可用的连接while (enumerate.hasMoreElements()) {pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();if (!pConn.isBusy()) {// 如果此对象不忙，则获得它的数据库连接并把它设为忙conn = pConn.getConnection();pConn.setBusy(true);// 测试此连接是否可用if (!testConnection(conn)) {// 如果此连接不可再用了，则创建一个新的连接// 并替换此不可用的连接对象，如果创建失败则返回nulltry {conn = newConnection();} catch (SQLException e) {// TODO: handle exceptionSystem.out.println("创建数据库连接失败！" + e.getMessage());return null;}pConn.setConnection(conn);}break;// 已经找到一个可用的连接，退出}}return conn;// 返回找到的可用连接}/** * 测试一个连接是否可用，如果不可用，关掉它并返回false 否则返回true *  * @param conn *            需要测试的数据库连接 * @return返回true表示此连接可用，false表示不可用 */public boolean testConnection(Connection conn) {try {// 判断测试表是否存在if (testTable.equals("")) {// 如果测试表为空，试着使用此连接的setAutoCommit()方法// 来判断连接是否可用（此方法只有在部分数据库可用如果不可用跑出异常）// 注意：使用测试表的方法更可靠conn.setAutoCommit(true);} else {// 有测试表的时候使用测试表测试// check if this connection is validStatement stmt = conn.createStatement();stmt.execute("select count(*) from " + testTable);}} catch (SQLException e) {// 上面抛出异常，此连接已不可用，关闭它，并返回falsecloseConnection(conn);return false;}// 连接可用，返回truereturn true;}/** * 此函数返回一个数据库连接到连接池中，并把此连接置为空闲 所有使用连接池获得数据库连接均应在不使用此连接是返回它 *  * @param conn需返回到连接池中的连接对象 * @throws SQLException */public void returnConnection(Connection conn) throws SQLException {// 确保连接池存在，如果连接没有创建(不存在)，直接返回if (connections == null) {System.out.println("连接池不存在，无法返回此连接到连接池中");return;}PooledConnection pConn = null;Enumeration enumerate = connections.elements();// 遍历连接池中的所有连接，找到这个要返回的连接对象while (enumerate.hasMoreElements()) {// 先找到连接池中的要返回的连接对象if (conn == pConn.getConnection()) {// 找到了，设置此连接为空闲状态pConn.setBusy(false);break;}}}/** * 刷新连接池中所有的连接对象 *  * @throws SQLException */public synchronized void refreshConncetions() throws SQLException {// 确保连接池已创建存在if (connections == null) {System.out.println("连接池不存在，无法刷新！");return;}PooledConnection pConn = null;Enumeration enumerate = connections.elements();while (enumerate.hasMoreElements()) {// 获得一个连接对象pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();// 如果对象忙则等5秒，5秒后直接刷新if (pConn.isBusy()) {wait(5000);// 等5秒}// 关闭此连接，用一个新的连接代替它closeConnection(pConn.getConnection());pConn.setConnection(newConnection());pConn.setBusy(false);}}/** * 关闭连接池中所有的连接，并清空连接池 *  * @throws SQLException */private synchronized void closeConnection() throws SQLException {// 确保连接池存在，如果不存在，返回if (connections == null) {System.out.println("连接池不存在，无法关闭");return;}PooledConnection pConn = null;Enumeration enumerate = connections.elements();while (enumerate.hasMoreElements()) {pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();// 如果忙 等5秒if (pConn.isBusy()) {wait(5000);}// 5秒后直接关闭它closeConnection(pConn.getConnection());// 从连接池向量中删除它connections.removeElement(pConn);}// 置连接池为空connections = null;}/** * 关闭一个数据库连接 *  * @param conn */private void closeConnection(Connection conn) {try {conn.close();} catch (SQLException e) {// TODO: handle exceptionSystem.out.println("关闭数据库连接出错：" + e.getMessage());}}/** * 使程序等待给定的毫秒数 *  * @param mSeconds给定的毫秒数 */private void wait(int mSeconds) {// TODO Auto-generated method stubtry {Thread.sleep(mSeconds);} catch (InterruptedException e) {// TODO: handle exceptionSystem.out.println("等待线程出错：" + e.getMessage());}}/** * 内部使用的用于保存连接池中连接对象的类 此类中有两个成员，一个是数据库的连接，另一个是指示此连接是否 正在使用的标志。 *  * @author Administrator *  */class PooledConnection {Connection connection = null;// 数据库连接boolean busy = false;// 此连接是否正在使用的标志，默认没有正在使用// 构造函数根据一个Connection构造一个PooledConnection对象public PooledConnection(Connection connection) {this.connection = connection;}// 返回此对象中的连接public Connection getConnection() {return connection;}// 设置此对象的连接public void setConnection(Connection connection) {this.connection = connection;}// 获得对象连接是否忙public boolean isBusy() {return busy;}// 设置对象的连接正在忙public void setBusy(boolean busy) {this.busy = busy;}}}