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day48-JDBC和连接池04

day48-JDBC和连接池04

JDBC和连接池04

10.数据库连接池

10.1传统连接弊端分析

  • 传统获取Connection问题分析
  1. 传统的 JDBC 数据库连接使用DriverManager来获取，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IP地址，用户名和密码（约0.05s~1s时间）。需要数据库连接的时候，就向数据库要求一个，频繁地进行数据库连接操作将会占用很多的系统资源，容易造成服务器崩溃
  2. 每一次数据库连接，使用完后都得断开，如果程序出现异常而未能关闭，将导致数据库内存泄漏，最终将导致重启数据库
  3. 传统获取连接的方式，不能控制创建的连接数量，如连接过多，也可能导致内存泄漏，MySQL崩溃
  4. 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（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++) {
            //使用传统的jdbc方式得到连接
            Connection connection = JDBCUtils.getConnection();
            //这里做一些工作....
            //不关闭连接资源，使其一直占用
        }
    }
}

出现的异常：

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("开始连接...");
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            //使用传统的jdbc方式得到连接
            Connection connection = JDBCUtils.getConnection();
            //这里做一些工作....
            JDBCUtils.close(null,null,connection);//每次连接完都正常关闭连接资源
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("传统方式连接5000次耗时："+(end-start));//20171ms
    }
}

每次连接完都正常关闭连接资源，可以看到5000次连接数据库需要耗时20171ms

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10.2数据库连接池原理

  • 数据库连接池基本介绍
  1. 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，使用完毕之后再将连接放回连接池中。
  2. 数据库连接池负责分配、管理和释放数据库连接，它允许应用程序重复使用一个现有的数据库连接，而不是重新建立一个
  3. 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

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  • 数据库连接池种类
  1. JDBC的数据库连接池使用javax.sql.DataSource来表示，DataSource只是一个接口，该接口通常由第三方提供实现 [提供相应的jar包]
  2. C3P0数据库连接池，速度相对较慢，稳定性不错（hibernate，spring）
  3. DBCP数据库连接池，速度相对C3P0较快，但不稳定
  4. Proxool数据库连接池，有监控连接池状态的功能，稳定性较C3P0差一点
  5. BoneCP数据库连接池，速度快
  6. Druid（德鲁伊）是阿里提供的数据库连接池，集DBCP、C3P0、Proxool优点于一身的数据库连接池

10.3C3P0方式

10.3.1方式1-相关参数在程序中指定

使用代码实现c3p0数据库连接池

首先在网上下载c3p0jar包，并将其复制到项目的lib文件夹中，右键选择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：相关参数在程序中指定，user，url，password等
    @Test
    public void testC3P0_01() throws Exception {

        //1.创建一个数据源对象
        ComboPooledDataSource comboPooledDataSource = new ComboPooledDataSource();
        //2.通过配置文件mysql.properties获取相关的连接信息
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\mysql.properties"));
        //读取相关的属性值
        String user = properties.getProperty("user");
        String password = properties.getProperty("password");
        String url = properties.getProperty("url");
        String driver = properties.getProperty("driver");

        //给数据源 comboPooledDataSource设置相关的参数
        //注意：连接管理 是由comboPooledDataSource来管理
        comboPooledDataSource.setDriverClass(driver);
        comboPooledDataSource.setJdbcUrl(url);
        comboPooledDataSource.setUser(user);
        comboPooledDataSource.setPassword(password);

        //设置初始化连接数
        comboPooledDataSource.setInitialPoolSize(10);
        //最大连接数--连接请求超过最大连接数据将进入等待队列
        comboPooledDataSource.setMaxPoolSize(50);
        //测试连接池的效率
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            Connection connection = comboPooledDataSource.getConnection();//这个方法就是从DataSource 接口实现的
            //System.out.println("连接成功");
            connection.close();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("c3p0 5000次连接mysql 耗时=" + (end - start));
    }
}

c3p0方式一：5000次的连接耗时553ms

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10.3.2方式2-使用配置文件模板来完成

首先如10.3.1一样将jar包加入到项目中

然后将c3p0提供的配置文件c3p0-config.xml复制到src目录下，该文件指定了连接数据库和连接池的相关参数

c3p0-config.xml：

<c3p0-config>

    <!--数据源的名称，代表连接池，名字是随意的  -->
    <named-config name="hello">
        <!-- 驱动类 -->
        <property name="driverClass">com.mysql.jdbc.Driver</property>
        <!-- url-->
        <property name="jdbcUrl">jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/hsp_db02</property>
        <!-- 用户名 -->
        <property name="user">root</property>
        <!-- 密码 -->
        <property name="password">123456</property>
        <!-- 每次增长的连接数-->
        <property name="acquireIncrement">5</property>
        <!-- 初始的连接数 -->
        <property name="initialPoolSize">10</property>
        <!-- 最小连接数 -->
        <property name="minPoolSize">5</property>
        <!-- 最大连接数 -->
        <property name="maxPoolSize">50</property>

        <!-- 可连接的最多的命令对象数 -->
        <property name="maxStatements">5</property>

        <!-- 每个连接对象可连接的最多的命令对象数 -->
        <property name="maxStatementsPerConnection">2</property>
    </named-config>
</c3p0-config>

测试程序：

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：使用配置文件模板来完成
    //将c3p0提供的配置文件c3p0-config.xml复制到src目录下
    // 该文件指定了连接数据库和连接池的相关参数
    @Test
    public void testC3P0_02() throws Exception {
        ComboPooledDataSource comboPooledDataSource = new ComboPooledDataSource("hello");
        //测试5000次连接诶mysql
        long start = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("开始执行...");
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            Connection connection = comboPooledDataSource.getConnection();
            //System.out.println("连接成功");
            connection.close();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("c3p0的第二种方式 5000次连接mysql 耗时=" + (end - start));

    }
}

c3p0的第二种方式 5000次连接mysql 耗时=533ms

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10.4德鲁伊连接池

首先将Druid的jar包复制到项目的lib文件夹中，点击右键，选择add as library

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jar包在该网站可以下载 Central Repository: com/alibaba/druid (maven.org)

然后将提供的配置文件的druid.properties(文件名可以随意)复制到src目录下

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) 在等待队列中的最大等待时间
maxWait=5000

测试程序：

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;

/**
 * 测试德鲁伊Druid的使用
 */
public class Druid_ {

    @Test
    public void testDruid() throws Exception {
        //1.加入Druid包
        //2.加入配置文件 druid.properties,将该文件复制到项目的src目录下面
        //3.创建Properties对象，读取配置文件
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\druid.properties"));

        //4.创建一个指定参数的数据库连接池,Druid连接池
        DataSource dataSource = 
                DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 5000; i++) {
            Connection connection = dataSource.getConnection();
            //System.out.println("连接成功！");
            connection.close();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Druid连接池 操作5000次耗时="+(end-start));
    }
}

德鲁伊连接池操作5000次的总耗时为434ms

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5000次连接池的时间和c3p0的时间差不多，但是当连接数量到50万、500万时差距就会很明显，因此在实际开发中推荐使用Druid连接池。

10.4.1德鲁伊工具类

将之前7.1的JDBCUtils工具类改为Druid（德鲁伊）实现

通过德鲁伊数据库连接池获取连接对象

工具类：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数据库连接池的工具类
 */
public class JDBCUtilsByDruid {

    private static DataSource ds;

    //在静态代码块完成ds的初始化
    //静态代码块在加载类的时候只会执行一次，因此数据源也只会初始化一次
    static {
        Properties properties = new Properties();
        try {
            properties.load(new FileInputStream("src\druid.properties"));
            ds = DruidDataSourceFactory.createDataSource(properties);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

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

    //关闭连接（注意：在数据库连接池技术中，close不是真的关闭连接，而是将Connection对象放回连接池中）
    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);
        }
    }
}

测试程序：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.得到连接
        Connection connection = null;
        //2.组织一个sql语句
        String sql = "Select * from actor where id >=?";
        //3.创建PreparedStatement对象
        PreparedStatement preparedStatement = null;
        ResultSet set = null;
        try {
            connection = JDBCUtilsByDruid.getConnection();
            /**
             * Connection是个接口，是由sun公司定义的规范，根据Connection的实现类不同，close方法也不同
             * mysql的厂商的实现类是直接把连接关闭，Alibaba的实现是将引用的连接放回到连接池等待下一次引用
             * 因此在Druid中的close方法并不是真正地关闭连接
             */
            System.out.println(connection.getClass());//运行类型 class com.alibaba.druid.pool.DruidPooledConnection

            preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
            preparedStatement.setInt(1, 1);//给?号赋值
            //执行sql,得到结果集
            set = preparedStatement.executeQuery();
            //遍历该结果集
            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 + "	" + name + "	" + sex + "	" + borndate + "	" + phone);
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源（不是真的关闭连接，而是将Connection对象放回连接池中）
            JDBCUtilsByDruid.close(set, preparedStatement, connection);
        }
    }
}

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注意：

Connection是个接口，是由sun公司定义的规范，根据Connection的实现类不同，close方法也不同

mysql的厂商的实现类是直接把连接关闭，Alibaba的实现是将引用的连接放回到连接池等待下一次引用

因此在Druid中的close方法并不是真正地关闭连接，而是将Connection对象放回连接池中

10.5Apache-DBUtils

10.5.1resultSet问题

先分析一个问题

在之前的程序中，执行sql语句后返回的结果集存在如下问题：

  1. 关闭connection后，resultSet结果集无法使用

    如果要使用结果集，就不能关闭连接，不能关闭连接，就会反过来影响别的程序去连接数据库，就会对多并发程序造成很大的影响

  2. resultSet不利于数据的管理

    如果其它的方法或者程序想要使用结果集，也需要一直保持连接，影响其他程序对数据库的连接

  3. 使用返回信息也不方便

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解决方法：

定义一个类，该类的属性和表的字段是对应关系/映射关系，即用类的属性和表的字段(列)关联起来
我们把这种类叫做JavaBean，或者POJO，Domain。

一个Actor对象就对应一条actor表的记录，将Actor对象放入到ArrayList集合中（将结果集的记录封装到ArrayList中）

10.5.2土方法完成封装

Actor类（JavaBean）：

package li.jdbc.datasource;

import java.util.Date;

/**
 * Actor对象和actor表的记录对应
 */
public class Actor {//JavaBean/POJO/Domain
    private Integer id;
    private String name;
    private String sex;
    private Date borndate;
    private String phone;

    public Actor() {//一定要给一个无参构造器[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 "
Actor{" +
                "id=" + id +
                ", name="" + name + """ +
                ", sex="" + sex + """ +
                ", borndate=" + borndate +
                ", phone="" + phone + """ +
                "}";
    }
}

测试程序：

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 {
    //使用土方法尝试解决ResultSet问题==封装=>ArrayList
    @Test
    public void testSelectToArrayList() {//也可以设置返回值
        System.out.println("使用druid方式完成");
        //1.得到连接
        Connection connection = null;
        //2.组织一个sql语句
        String sql = "Select * from actor where id >=?";
        //3.创建PreparedStatement对象
        PreparedStatement preparedStatement = null;
        ResultSet set = null;
        ArrayList<Actor> list = new ArrayList<>();//创建ArrayList对象，存放actor对象
        try {
            connection = JDBCUtilsByDruid.getConnection();
            preparedStatement = connection.prepareStatement(sql);
            preparedStatement.setInt(1, 1);//给?号赋值
            //执行sql,得到结果集
            set = preparedStatement.executeQuery();
            //遍历该结果集
            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");
                //把得到的当前 resultSet的一条记录，封装到一个Actor对象中，并放入arraylist集合
                list.add(new Actor(id,name,sex,borndate,phone));
            }

            System.out.println("list集合数据="+list);
            //or
            for (Actor actor:list) {
                System.out.println("id="+actor.getId()+"	"+"name="+actor.getName());
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源（不是真的关闭连接，而是将Connection对象放回连接池中）
            JDBCUtilsByDruid.close(set, preparedStatement, connection);
        }
        //因为ArrayList 和 connection 没有任何关联，所以该集合可以复用
        //return list;
    }
}

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10.5.3Apache-DBUtils

  • 基本介绍

    commons-dbutils是Apache组织提供的一个开源 JDBC工具类库，它是对 JDBC的封装，使用dbutils能极大简化 JDBC编码的工作量。

  • DbUtils类

  1. QueryRunner类：该类封装了SQL的执行，是线程安全的。可以实现增、删、改、查、批处理
  2. 使用QueryRunner类实现查询
  3. ResultSetHandler接口：该接口用于处理 java.sql.ResultSet，将数据按要求转换为另一种形式
方法 解释
ArrayHandler 将结果集中的第一行数据转成对象数组
ArrayListHandler 把结果集中的每一行数据都转成一个数组，再存放到List中
BeanHandler 将结果集中的第一行数据封装到一个对应的JavaBean实例中
BeanListHandler 将结果集中的每一行数据都封装到一个对应的JavaBean实例中，再存放到List中
ColumnListHandler 将结果集中某一列的数据存放到List中
KeyedHandler（name） 将结果集中的每行数据都封装到Map中，再把这些map再存放到一个map里，其key为指定的key
MapHandler 将结果集中的第一行数据封装到一个Map里，key是列名，value就是对应的值
MapListHandler 将结果集中的每一行数据都封装到一个Map里，然后再存放到List

DBUtils的jar包下载可以去官网下载

应用实例

使用DBUtils+数据库连接池（德鲁伊）方式，完成对表actor的crud操作

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首先将DBUtils的jar包添加到项目的libs文件夹下面，右键选择add as library

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Actor类详见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工具类 + Druid 完成对表的crud操作
    @Test
    public void testQueryMany() throws SQLException {//返回结果是多行的情况
        //1.得到连接（Druid）
        Connection connection = JDBCUtilsByDruid.getConnection();
        //2.使用DBUtils类和接口（先引入相关的jar，加入到本地的project）
        //3.创建QueryRunner
        QueryRunner queryRunner = new QueryRunner();
        //4.然后就可以执行相关的方法，返回ArrayList结果集
        //String sql = "Select * from actor where id >=?";
        //注意 ：sql语句也可以查询部分的列,没有查询的属性就在actor对象中置空
        String sql = "Select id,name from actor where id >=?";
        /**
         * (1) query方法就是执行sql语句，得到resultSet--封装到-->Arraylist集合中
         * (2) 然后返回集合
         * (3) connection就是连接
         * (4) sql：执行的sql语句
         * (5) new BeanListHandler<>(Actor.class): 将resultSet->Actor对象->封装到ArrayList
         *             底层使用反射机制，去获取 Actor的属性，然后进行封装
         * (6) 1 就是给sql语句中的?赋值,可以有多个值，因为是可变参数
         * (7) 底层得到的resultSet，会在query关闭,同时也会关闭PreparedStatement对象
         */
        List<Actor> list =
                queryRunner.query(connection, sql, new BeanListHandler<>(Actor.class), 1);
        System.out.println("输出集合的信息：");
        for (Actor actor : list) {
            System.out.print(actor);
        }

        //释放资源
        JDBCUtilsByDruid.close(null, null, connection);
    }
}

image-20221016213812415

10.5.4ApDBUtils源码分析

在上述10.5.3代码中，在List<Actor> list = queryRunner.query(connection, sql, new BeanListHandler<>(Actor.class), 1);语句旁打上断点，点击debug，点击step into

image-20221016214206359

光标跳转到如下方法：

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

    PreparedStatement stmt = null;//定义PreparedStatement对象
    ResultSet rs = null;//接收返回的resultSet
    T result = null;//返回ArrayList

    try {
        stmt = this.prepareStatement(conn, sql);//创建PreparedStatement
        this.fillStatement(stmt, params);//对SQL语句进行?赋值
        rs = this.wrap(stmt.executeQuery());//执行SQL，返回resultSet
        result = rsh.handle(rs);//将返回的resultSet-->封装到ArrayList中[使用反射，对传入的class对象进行处理]

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

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

    return result;//返回ArrayList
}
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