Java中Semaphore(信号量) 数据库连接池

1. import java.sql.Connection;  
2. import java.sql.DriverManager;  
3. import java.util.HashMap;  
4. import java.util.LinkedList;  
5. import java.util.Map;  
6. import java.util.concurrent.Semaphore;  
7.   
8. public class MyConnPool {  
9.     private LinkedList<Connection> unusedConns =   
10.         new LinkedList<Connection>();  
11.     //释放连接时对查找性能要求较高，故使用哈希表  
12.     private Map<Connection,String> usedConns =   
13.             new HashMap<Connection,String>();  
14.     private final Semaphore available;  
15.       
16.     public MyConnPool(int size) throws Exception{  
17.         StringBuilder builder = new StringBuilder();  
18.         builder.append("-----pool-----\n");  
19.         available = new Semaphore(size, true);//公平性Semaphore  
20.         String url = "jdbc:mysql://ip:port/name?user=user&password=pwd";  
21.         for(int i = 0 ; i < size ; i++){  
22.             Connection conn = DriverManager.getConnection(url);  
23.             unusedConns.add(conn);  
24.             builder.append("conn-" + i + ":" + conn.hashCode() + "\n");  
25.         }  
26.         builder.append("--------------\n");  
27.         System.out.print(builder.toString());  
28.     }  
29.       
30.     public Connection getConn() throws InterruptedException{  
31.         //获取Semaphore中的许可  
32.         available.acquire();  
33.         Connection conn = null;  
34.         synchronized(this){  
35.             conn = unusedConns.removeFirst();  
36.             usedConns.put(conn, "");  
37.               
38.             System.out.println(Thread.currentThread().getName()  
39.                     + ":" + conn.hashCode() + "[got]");  
40.             System.out.println(display());  
41.         }  
42.         return conn;  
43.     }  
44.       
45.     public void close(Connection conn){  
46.         synchronized(this){  
47.             if(usedConns.containsKey(conn)){  
48.                 usedConns.remove(conn);  
49.                 unusedConns.addLast(conn);  
50.                   
51.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()  
52.                         + ":" + conn.hashCode() + "[closed]");  
53.                 System.out.println(display());  
54.             }  
55.         }  
56.         //释放线程获取的许可  
57.         available.release();  
58.     }  
59.       
60.     private final synchronized String display(){  
61.         String str = "";  
62.         if(unusedConns.size() > 0){  
63.             str = "";  
64.             for(Connection conn : unusedConns){  
65.                 str += conn.hashCode() + "|";  
66.             }  
67.         }  
68.         if(!str.equals(""))  
69.             return str;  
70.         else  
71.             return "empty";  
72.     }  
73. }  

1. import java.sql.Connection;  
2. import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
3.   
4. public class Test implements Runnable{  
5.     private static CountDownLatch latch   
6.             = new CountDownLatch(1);  
7.     private MyConnPool pool;  
8.       
9.     public Test(MyConnPool pool){  
10.         this.pool = pool;  
11.     }  
12.       
13.     @Override  
14.     public void run(){   
15.         try {  
16.             latch.await();  
17.             Connection conn = pool.getConn();  
18.             Thread.sleep(1*1000);  
19.             pool.close(conn);  
20.         } catch (InterruptedException e) {  
21.             e.printStackTrace();  
22.         }  
23.     }  
24.       
25.     public static void main(String[] args) throws Exception{  
26.         MyConnPool pool = new MyConnPool(2);  
27.         for(int i = 0 ; i < 4 ; i++){  
28.             Thread t = new Thread(new Test(pool));  
29.             t.start();  
30.         }  
31.         //保证4个线程同时运行  
32.         latch.countDown();  
33.     }  
34. }  

运行结果如下：

1. -----pool-----  
2. conn-0:11631043  
3. conn-1:14872264  
4. --------------  
5. Thread-4:11631043[got]  
6. 14872264|  
7. Thread-1:14872264[got]  
8. empty  
9. Thread-4:11631043[closed]  
10. 11631043|  
11. Thread-2:11631043[got]  
12. empty  
13. Thread-1:14872264[closed]  
14. 14872264|  
15. Thread-3:14872264[got]  
16. empty  
17. Thread-2:11631043[closed]  
18. 11631043|  
19. Thread-3:14872264[closed]  
20. 11631043|14872264|  

特别注意如果getConn方法和close方法都为同步方法，将产生死锁：

1. public synchronized Connection getConn() throws InterruptedException{  
2.     ......  
3. }  
4.       
5. public synchronized void close(Connection conn){  
6.     ......  
7. }  

同一时刻只能有一个线程调用连接池的getConn方法或close方法，当Semaphore中没有可用的许可，并且此时恰好有一个线程成功调用连接池的getConn方法，则该线程将一直阻塞在acquire方法上，其它线程将没有办法获取连接池上的锁并调用close方法释放许可，程序将会卡死

阻塞方法上不要加锁，否则将导致锁长时间不释放，如果该锁为互斥锁，将导致程序卡住

acquire方法本身使用乐观锁实现，也不需要再加互斥锁

示例二：不可重入互斥锁

1. import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
2. import java.util.concurrent.Semaphore;  
3.   
4. public class Test implements Runnable{  
5.     private static CountDownLatch latch =  
6.             new CountDownLatch(1);  
7.     private static Semaphore lock =  
8.             new Semaphore(1, true);  
9.       
10.     @Override  
11.     public void run(){   
12.         try {  
13.             latch.await();  
14.             this.work();  
15.         } catch (InterruptedException e) {  
16.             e.printStackTrace();  
17.         }  
18.     }  
19.       
20.     private void work() throws InterruptedException{  
21.             lock.acquire();  
22.             System.out.println("Locking by "   
23.                     + Thread.currentThread().getName());  
24.             Thread.sleep(1*1000);  
25.             lock.release();  
26.     }  
27.       
28.     public static void main(String[] args) throws Exception{  
29.         for(int i = 0 ; i < 4 ; i++){  
30.             Thread t = new Thread(new Test());  
31.             t.start();  
32.         }  
33.         //保证4个线程同时运行  
34.         latch.countDown();  
35.     }  
36. }  

运行结果如下：

1. Locking by Thread-3  
2. Locking by Thread-0  
3. Locking by Thread-1  
4. Locking by Thread-2  

Java中Semaphore(信号量) 数据库连接池

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