数据库连接池的工作原理

随着信息技术的高速发展与广泛应用，数据库技术在信息技术领域中的位置越来越重要，尤其是网络应用和电子商务的迅速发展，都需要数据库技术支持动态Web站点的运行，而传统的开发模式是：首先在主程序（如Servlet、Beans）中建立数据库连接；然后进行SQL操作

随着信息技术的高速发展与广泛应用，数据库技术在信息技术领域中的位置越来越重要，尤其是网络应用和电子商务的迅速发展，都需要数据库技术支持动态Web站点的运行，而传统的开发模式是：首先在主程序（如Servlet、Beans）中建立数据库连接；然后进行SQL操作，对数据库中的对象进行查询、修改和删除等操作；最后断开数据库连接。使用这种开发模式，对于一个简单的数据库应用，由于数据库的访问不是很频繁，只需要在访问数据库时创建一个连接，用完后就关闭它，这样做不会明显的增大系统的开销。但是对于一个复杂的数据库应用，情况就完全不同：频繁的建立、关闭数据库，会极大的降低系统的性能，增大系统的开销，甚至成为系统的瓶颈。另外使用这种传统的模式，还必须管理数据库的每一个连接，以确保他们能正确关闭，如果出现程序异常而导致某些连接未能关闭，将引起数据库系统中的内存泄露，最终不得不重启数据库。因此采用运行速度更快、数据库访问效率更高的数据库技术，以提高系统的运行效率将是至关重要的。

为了解决这一问题，在JDBC2.0中提出了JDBC连接池技术，通过在客户之间共享一组连接，而不是在它们需要的时候再为它们生成，这样就可以改善资源使用，提高应用程序的响应能力。

JDBC 概述

JDBC（Java Database Connectivity，Java数据库连接）是一种用于执行SQL语句的JavaAPI，可以为多种关系型数据库（如Oracle、Sybase、 SQL Server、Access等）提供统一访问接口，它由一组Java语言编写的类和接口组成，使数据库开发人员能够用标准JavaAPI编写数据库应用程序。

连接池技术

1、连接池原理

连接池技术的核心思想是：连接复用，通过建立一个数据库连接池以及一套连接使用、分配、管理策略，使得该连接池中的连接可以得到高效、安全的复用，避免了数据库连接频繁建立、关闭的开销。另外，由于对JDBC中的原始连接进行了封装，从而方便了数据库应用对于连接的使用（特别是对于事务处理），提高了开发效率，也正是因为这个封装层的存在，隔离了应用的本身的处理逻辑和具体数据库访问逻辑，使应用本身的复用成为可能。连接池主要由三部分组成：连接池的建立、连接池中连接的使用管理、连接池的关闭。下面就着重讨论这三部分及连接池的配置问题。

1.1 连接池的建立

应用程序中建立的连接池其实是一个静态的。所谓静态连接池是指连接池中的连接在系统初始化时就已分配好，且不能随意关闭连接。Java中提供了很多容器类可以方便的构建连接池，如：Vector、Stack、Servlet、Bean等，通过读取连接属性文件 Connections.properties与数据库实例建立连接。在系统初始化时，根据相应的配置创建连接并放置在连接池中，以便需要使用时能从连接池中获取，这样就可以避免连接随意的建立、关闭造成的开销。

1.2 连接池的管理

连接池管理策略是连接池机制的核心。当连接池建立后，如何对连接池中的连接进行管理，解决好连接池内连接的分配和释放，对系统的性能有很大的影响。连接的合理分配、释放可提高连接的复用，降低了系统建立新连接的开销，同时也加速了用户的访问速度。下面介绍连接池中连接的分配、释放策略。

连接池的分配、释放策略对于有效复用连接非常重要，我们采用的方法是一个很有名的设计模式：

Reference Counting（引用记数）。该模式在复用资源方面应用的非常广泛，把该方法运用到对于连接的分配释放上，为每一个数据库连接，保留一个引用记数，用来记录该连接的使用者的个数。具体的实现方法是：

当客户请求数据库连接时，首先查看连接池中是否有空闲连接（指当前没有分配出去的连接）。如果存在空闲连接，则把连接分配给客户并作相应处理（即标记该连接为正在使用，引用计数加1）。如果没有空闲连接，则查看当前所开的连接数是不是已经达到maxConn（最大连接数），如果没达到就重新创建一个连接给请求的客户；如果达到就按设定的maxWaitTime（最大等待时间）进行等待，如果等待maxWaitTime后仍没有空闲连接，就抛出无空闲连接的异常给用户。

当客户释放数据库连接时，先判断该连接的引用次数是否超过了规定值，如果超过就删除该连接，并判断当前连接池内总的连接数是否小于minConn（最小连接数），若小于就将连接池充满；如果没超过就将该连接标记为开放状态，可供再次复用。可以看出正是这套策略保证了数据库连接的有效复用，避免频繁地建立、释放连接所带来的系统资源开销。

1.3 连接池的关闭

当应用程序退出时，应关闭连接池，此时应把在连接池建立时向数据库申请的连接对象统一归还给数据库（即关闭所有数据库连接），这与连接池的建立正好是一个相反过程。