數據庫連接池原理

傳統數據庫訪問瓶頸

    如果不採用數據庫連接池,傳統的訪問方式是如何呢?

        每次去訪問數據庫的時候進行一次訪問連接。

    傳統方式的弊端:

        1.如果數據訪問頻繁,那麼這種方式效率極低,因爲一次訪問數據庫的動作,絕大部分時間是花在數據庫連接上的,如果頻繁的去連接/釋放使得性能極低。

        2.存在資源未釋放,導致連接崩潰的風險。每次訪問都要去建立連接,然後又要釋放,難免會有程序員忘記,這是很難保證的。所以存在這樣的可能性是很危險的,也是很糟糕的。

連接池原理

   

    問題的根源就在於對數據庫連接資源的低效管理。我們知道,對於共享資源,有一個很著名的設計模式:資源池 (Resource Pool)。該模式正是爲了解決資源的頻繁分配?釋放所造成的問題。爲解決上述問題,可以採用數據庫連接池技術。數據庫連接池的基本思想就是爲數據庫連接 建立一個“緩衝池”。預先在緩衝池中放入一定數量的連接,當需要建立數據庫連接時,只需從“緩衝池”中取出一個,使用完畢之後再放回去。我們可以通過設定 連接池最大連接數來防止系統無盡的與數據庫連接。更爲重要的是我們可以通過連接池的管理機制監視數據庫的連接的數量的使用情況,爲系統開發和測試及性能調整提供依據。


    1、服務器自帶的連接池

  JDBC的API中沒有提供連接池的方法。一些大型的WEB應用服務器如BEA的WebLogic和IBM的WebSphere等提供了連接池的機制,但是必須有其第三方的專用類方法支持連接池的用法。


連接池關鍵問題分析

  2、併發問題

  爲了使連接管理服務具有最大的通用性,必須考慮多線程環境,即併發問題。這個問題相對比較好解決,因爲Java語言自身提供了對併發管理的支持,使用synchronized關鍵字即可確保線程是同步的。使用方法爲直接在類方法前面加上synchronized關鍵字,如:

  public synchronized Connection getConnection()

  3、多數據庫服務器和多用戶

  對於大型的企業級應用,常常需要同時連接不同的數據庫(如連接Oracle和Sybase)。如何連接不同的數據庫呢?我們採用的策略是:設計 一個符合單例模式的連接池管理類,在連接池管理類的唯一實例被創建時讀取一個資源文件,其中資源文件中存放着多個數據庫的url地址(用戶名,密碼等信息)。如 tx.url=172.21.15.123:5000/tx_it,tx.user=yang,tx.password=yang321。根據資源文件提供的信息,創建多個連接池類的實例,每一個實例都是一個特定數據庫的連接池。連接池管理類實例爲每個連接池實例取一個名字,通過不同的名字來管理不同的連接池。

  對於同一個數據庫有多個用戶使用不同的名稱和密碼訪問的情況,也可以通過資源文件處理,即在資源文件中設置多個具有相同url地址,但具有不同用戶名和密碼的數據庫連接信息。

  4、事務處理

  我們知道,事務具有原子性,此時要求對數據庫的操作符合“ALL-ALL-NOTHING”原則,即對於一組SQL語句要麼全做,要麼全不做。

  在Java語言中,Connection類本身提供了對事務的支持,可以通過設置Connection的AutoCommit屬性爲 false,然後顯式的調用commit或rollback方法來實現。但要高效的進行Connection複用,就必須提供相應的事務支持機制。可採用每一個事務獨佔一個連接來實現,這種方法可以大大降低事務管理的複雜性。

  5、連接池的分配與釋放

  連接池的分配與釋放,對系統的性能有很大的影響。合理的分配與釋放,可以提高連接的複用度,從而降低建立新連接的開銷,同時還可以加快用戶的訪問速度。

  對於連接的管理可使用空閒池。即把已經創建但尚未分配出去的連接按創建時間存放到一個空閒池中。每當用戶請求一個連接時,系統首先檢查空閒池內 有沒有空閒連接。如果有就把建立時間最長(通過容器的順序存放實現)的那個連接分配給他(實際是先做連接是否有效的判斷,如果可用就分配給用戶,如不可用 就把這個連接從空閒池刪掉,重新檢測空閒池是否還有連接);如果沒有則檢查當前所開連接池是否達到連接池所允許的最大連接數(maxConn),如果沒有 達到,就新建一個連接,如果已經達到,就等待一定的時間(timeout)。如果在等待的時間內有連接被釋放出來就可以把這個連接分配給等待的用戶,如果 等待時間超過預定時間timeout,則返回空值(null)。系統對已經分配出去正在使用的連接只做計數,當使用完後再返還給空閒池。對於空閒連接的狀態,可開闢專門的線程定時檢測,這樣會花費一定的系統開銷,但可以保證較快的響應速度。也可採取不開闢專門線程,只是在分配前檢測的方法。

  6、連接池的配置與維護

  連接池中到底應該放置多少連接,才能使系統的性能最佳系統可採取設置最小連接數(minConn)和最大連接數(maxConn)來控制連接池中的連接。最小連接數是系統啓動時連接池所創建的連接數。如果創建過多,則系統啓動就慢,但創建後系統的響應速度會很快;如果創建過少,則系統啓動的很快,響應起來卻慢。這樣,可以在開發時,設置較小的最小連接數,開發起來會快,而在系統實際使用時設置較大的,因爲這樣對訪問客戶來說速度會快些。最大連 接數是連接池中允許連接的最大數目,具體設置多少,要看系統的訪問量,可通過反覆測試,找到最佳點。

  如何確保連接池中的最小連接數呢?有動態和靜態兩種策略。動態即每隔一定時間就對連接池進行檢測,如果發現連接數量小於最小連接數,則補充相應數量的新連接,以保證連接池的正常運轉。靜態是發現空閒連接不夠時再去檢查。



    

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