mybatis連線池 轉載
阿新 • • 發佈：2018-12-17
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<div id="cnblogs_post_body" class="blogpost-body"><p><span style="font-family: Microsoft YaHei; font-size: 12px;"><span style="font-family: Microsoft YaHei; font-size: 12px;">轉自：http://blog.csdn.net/luanlouis/article/details/37671851</span></span></p>
對於ORM框架而言，資料來源的組織是一個非常重要的一部分，這直接影響到框架的效能問題。本文將通過對MyBatis框架的資料來源結構進行詳盡的分析，並且深入解析MyBatis的連線池。
本文首先會講述MyBatis的資料來源的分類，然後會介紹資料來源是如何載入和使用的。緊接著將分類介紹UNPOOLED、POOLED和JNDI型別的資料來源組織；期間我們會重點講解POOLED型別的資料來源和其實現的連線池原理。
以下是本章的組織結構：
- 一、MyBatis資料來源DataSource分類
- 二、資料來源DataSource的建立過程
- 三、 DataSource什麼時候建立Connection物件
- 四、不使用連線池的UnpooledDataSource
- 五、為什麼要使用連線池？
- 六、使用了連線池的PooledDataSource
一、MyBatis資料來源DataSource分類
MyBatis資料來源實現是在以下四個包中：
MyBatis把資料來源DataSource分為三種：
ž UNPOOLED 不使用連線池的資料來源
ž POOLED 使用連線池的資料來源
ž JNDI 使用JNDI實現的資料來源
即：
相應地，MyBatis內部分別定義了實現了java.sql.DataSource介面的UnpooledDataSource，PooledDataSource類來表示UNPOOLED、POOLED型別的資料來源。 如下圖所示：
對於JNDI型別的資料來源DataSource，則是通過JNDI上下文中取值。
二、資料來源DataSource的建立過程
MyBatis資料來源DataSource物件的建立發生在MyBatis初始化的過程中。下面讓我們一步步地瞭解MyBatis是如何建立資料來源DataSource的。
在mybatis的XML配置檔案中，使用<dataSource>元素來配置資料來源：
1. MyBatis在初始化時，解析此檔案，根據<dataSource>的type屬性來建立相應型別的的資料來源DataSource，即：
- type=”POOLED” ：MyBatis會建立PooledDataSource例項
- type=”UNPOOLED” ：MyBatis會建立UnpooledDataSource例項
- type=”JNDI” ：MyBatis會從JNDI服務上查詢DataSource例項，然後返回使用
2. 順便說一下，MyBatis是通過工廠模式來建立資料來源DataSource物件的，MyBatis定義了抽象的工廠介面:org.apache.ibatis.datasource.DataSourceFactory,通過其getDataSource()方法返回資料來源DataSource：
定義如下：
1 public interface DataSourceFactory { 2 3 void setProperties(Properties props); 4 //生產DataSource 5 DataSource getDataSource(); 6 }View Code
上述三種不同型別的type，則有對應的以下dataSource工廠：
- POOLED PooledDataSourceFactory
- UNPOOLED UnpooledDataSourceFactory
- JNDI JndiDataSourceFactory
其類圖如下所示：
3. MyBatis建立了DataSource例項後，會將其放到Configuration物件內的Environment物件中， 供以後使用。
三、 DataSource什麼時候建立Connection物件
當我們需要建立SqlSession物件並需要執行SQL語句時，這時候MyBatis才會去呼叫dataSource物件來建立java.sql.Connection物件。也就是說，java.sql.Connection物件的建立一直延遲到執行SQL語句的時候。
比如，我們有如下方法執行一個簡單的SQL語句：
1 String resource = "mybatis-config.xml"; 2 InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource); 3 SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream); 4 SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession(); 5 sqlSession.selectList("SELECT * FROM STUDENTS");View Code 前4句都不會導致java.sql.Connection物件的建立，只有當第5句sqlSession.selectList("SELECT * FROM STUDENTS")，才會觸發MyBatis在底層執行下面這個方法來建立java.sql.Connection物件：
1 protected void openConnection() throws SQLException { 2 if (log.isDebugEnabled()) { 3 log.debug("Opening JDBC Connection"); 4 } 5 connection = dataSource.getConnection(); 6 if (level != null) { 7 connection.setTransactionIsolation(level.getLevel()); 8 } 9 setDesiredAutoCommit(autoCommmit); 10 }而對於DataSource的UNPOOLED的型別的實現-UnpooledDataSource是怎樣實現getConnection()方法的呢？請看下一節。
四、不使用連線池的UnpooledDataSource
當 <dataSource>的type屬性被配置成了”UNPOOLED”，MyBatis首先會例項化一個UnpooledDataSourceFactory工廠例項，然後通過.getDataSource()方法返回一個UnpooledDataSource例項物件引用，我們假定為dataSource。使用UnpooledDataSource的getConnection(),每呼叫一次就會產生一個新的Connection例項物件。
UnPooledDataSource的getConnection()方法實現如下：
1 /* 2 UnpooledDataSource的getConnection()實現 3 */ 4 public Connection getConnection() throws SQLException 5 { 6 return doGetConnection(username, password); 7 } 8 9 private Connection doGetConnection(String username, String password) throws SQLException 10 { 11 //封裝username和password成properties 12 Properties props = new Properties(); 13 if (driverProperties != null) 14 { 15 props.putAll(driverProperties); 16 } 17 if (username != null) 18 { 19 props.setProperty("user", username); 20 } 21 if (password != null) 22 { 23 props.setProperty("password", password); 24 } 25 return doGetConnection(props); 26 } 27 28 /* 29 * 獲取資料連線 30 */ 31 private Connection doGetConnection(Properties properties) throws SQLException 32 { 33 //1.初始化驅動 34 initializeDriver(); 35 //2.從DriverManager中獲取連線，獲取新的Connection物件 36 Connection connection = DriverManager.getConnection(url, properties); 37 //3.配置connection屬性 38 configureConnection(connection); 39 return connection; 40 }View Code如上程式碼所示，UnpooledDataSource會做以下事情：
1. 初始化驅動： 判斷driver驅動是否已經載入到記憶體中，如果還沒有載入，則會動態地載入driver類，並例項化一個Driver物件，使用DriverManager.registerDriver()方法將其註冊到記憶體中，以供後續使用。
2. 建立Connection物件： 使用DriverManager.getConnection()方法建立連線。
3. 配置Connection物件： 設定是否自動提交autoCommit和隔離級別isolationLevel。
4. 返回Connection物件。
上述的序列圖如下所示：
總結：從上述的程式碼中可以看到，我們每呼叫一次getConnection()方法，都會通過DriverManager.getConnection()返回新的java.sql.Connection例項。
五、為什麼要使用連線池？
1. 建立一個java.sql.Connection例項物件的代價首先讓我們來看一下建立一個java.sql.Connection物件的資源消耗。我們通過連線Oracle資料庫，建立建立Connection物件，來看建立一個Connection物件、執行SQL語句各消耗多長時間。程式碼如下：
1 public static void main(String[] args) throws Exception 2 { 3 4 String sql = "select * from hr.employees where employee_id < ? and employee_id >= ?"; 5 PreparedStatement st = null; 6 ResultSet rs = null; 7 8 long beforeTimeOffset = -1L; //建立Connection物件前時間 9 long afterTimeOffset = -1L; //建立Connection物件後時間 10 long executeTimeOffset = -1L; //建立Connection物件後時間 11 12 Connection con = null; 13 Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver"); 14 15 beforeTimeOffset = new Date().getTime(); 16 System.out.println("before:\t" + beforeTimeOffset); 17 18 con = DriverManager.getConnection("jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe", "louluan", "123456"); 19 20 afterTimeOffset = new Date().getTime(); 21 System.out.println("after:\t\t" + afterTimeOffset); 22 System.out.println("Create Costs:\t\t" + (afterTimeOffset - beforeTimeOffset) + " ms"); 23 24 st = con.prepareStatement(sql); 25 //設定引數 26 st.setInt(1, 101); 27 st.setInt(2, 0); 28 //查詢，得出結果集 29 rs = st.executeQuery(); 30 executeTimeOffset = new Date().getTime(); 31 System.out.println("Exec Costs:\t\t" + (executeTimeOffset - afterTimeOffset) + " ms"); 32 33 }
從此結果可以清楚地看出，建立一個Connection物件，用了250 毫秒；而執行SQL的時間用了170毫秒。
建立一個Connection物件用了250毫秒！這個時間對計算機來說可以說是一個非常奢侈的！
這僅僅是一個Connection物件就有這麼大的代價，設想一下另外一種情況：如果我們在Web應用程式中，為使用者的每一個請求就操作一次資料庫，當有10000個線上使用者併發操作的話，對計算機而言，僅僅建立Connection物件不包括做業務的時間就要損耗10000×250ms= 250 0000 ms = 2500 s = 41.6667 min,竟然要41分鐘！！！如果對高使用者群體使用這樣的系統，簡直就是開玩笑！
2. 問題分析：
建立一個java.sql.Connection物件的代價是如此巨大，是因為建立一個Connection物件的過程，在底層就相當於和資料庫建立的通訊連線，在建立通訊連線的過程，消耗了這麼多的時間，而往往我們建立連線後（即建立Connection物件後），就執行一個簡單的SQL語句，然後就要拋棄掉，這是一個非常大的資源浪費！
3.解決方案:
對於需要頻繁地跟資料庫互動的應用程式，可以在建立了Connection物件，並操作完資料庫後，可以不釋放掉資源，而是將它放到記憶體中，當下次需要操作資料庫時，可以直接從記憶體中取出Connection物件，不需要再建立了，這樣就極大地節省了建立Connection物件的資源消耗。由於記憶體也是有限和寶貴的，這又對我們對記憶體中的Connection物件怎麼有效地維護提出了很高的要求。我們將在記憶體中存放Connection物件的容器稱之為 連線池（Connection Pool）。下面讓我們來看一下MyBatis的執行緒池是怎樣實現的。
六、使用了連線池的PooledDataSource
同樣地，我們也是使用PooledDataSource的getConnection()方法來返回Connection物件。現在讓我們看一下它的基本原理：
PooledDataSource將java.sql.Connection物件包裹成PooledConnection物件放到了PoolState型別的容器中維護。 MyBatis將連線池中的PooledConnection分為兩種狀態： 空閒狀態（idle）和活動狀態(active)，這兩種狀態的PooledConnection物件分別被儲存到PoolState容器內的idleConnections和activeConnections兩個List集合中：
idleConnections:空閒(idle)狀態PooledConnection物件被放置到此集合中，表示當前閒置的沒有被使用的PooledConnection集合，呼叫PooledDataSource的getConnection()方法時，會優先從此集合中取PooledConnection物件。當用完一個java.sql.Connection物件時，MyBatis會將其包裹成PooledConnection物件放到此集合中。
activeConnections:活動(active)狀態的PooledConnection物件被放置到名為activeConnections的ArrayList中，表示當前正在被使用的PooledConnection集合，呼叫PooledDataSource的getConnection()方法時，會優先從idleConnections集合中取PooledConnection物件,如果沒有，則看此集合是否已滿，如果未滿，PooledDataSource會創建出一個PooledConnection，新增到此集合中，並返回。
PoolState連線池的大致結構如下所示：
6.1 獲取java.sql.Connection物件的過程
下面讓我們看一下PooledDataSource 的getConnection()方法獲取Connection物件的實現：
1 public Connection getConnection() throws SQLException { 2 return popConnection(dataSource.getUsername(), dataSource.getPassword()).getProxyConnection(); 3 } 4 5 public Connection getConnection(String username, String password) throws SQLException { 6 return popConnection(username, password).getProxyConnection(); 7 }
View Code
上述的popConnection()方法，會從連線池中返回一個可用的PooledConnection物件，然後再呼叫getProxyConnection()方法最終返回Conection物件。（至於為什麼會有getProxyConnection(),請關注下一節）
現在讓我們看一下popConnection()方法到底做了什麼：
1. 先看是否有空閒(idle)狀態下的PooledConnection物件，如果有，就直接返回一個可用的PooledConnection物件；否則進行第2步。
2. 檢視活動狀態的PooledConnection池activeConnections是否已滿；如果沒有滿，則建立一個新的PooledConnection物件，然後放到activeConnections池中，然後返回此PooledConnection物件；否則進行第三步；
3. 看最先進入activeConnections池中的PooledConnection物件是否已經過期：如果已經過期，從activeConnections池中移除此物件，然後建立一個新的PooledConnection物件，新增到activeConnections中，然後將此物件返回；否則進行第4步。
4. 執行緒等待，迴圈2步
1 /* 2 * 傳遞一個使用者名稱和密碼，從連線池中返回可用的PooledConnection 3 */ 4 private PooledConnection popConnection(String username, String password) throws SQLException 5 { 6 boolean countedWait = false; 7 PooledConnection conn = null; 8 long t = System.currentTimeMillis(); 9 int localBadConnectionCount = 0; 10 11 while (conn == null) 12 { 13 synchronized (state) 14 { 15 if (state.idleConnections.size() > 0) 16 { 17 // 連線池中有空閒連線，取出第一個 18 conn = state.idleConnections.remove(0); 19 if (log.isDebugEnabled()) 20 { 21 log.debug("Checked out connection " + conn.getRealHashCode() + " from pool."); 22 } 23 } 24 else 25 { 26 // 連線池中沒有空閒連線，則取當前正在使用的連線數小於最大限定值， 27 if (state.activeConnections.size() < poolMaximumActiveConnections) 28 { 29 // 建立一個新的connection物件 30 conn = new PooledConnection(dataSource.getConnection(), this); 31 @SuppressWarnings("unused") 32 //used in logging, if enabled 33 Connection realConn = conn.getRealConnection(); 34 if (log.isDebugEnabled()) 35 { 36 log.debug("Created connection " + conn.getRealHashCode() + "."); 37 } 38 } 39 else 40 { 41 // Cannot create new connection 當活動連線池已滿，不能建立時，取出活動連線池的第一個，即最先進入連線池的PooledConnection物件 42 // 計算它的校驗時間，如果校驗時間大於連線池規定的最大校驗時間，則認為它已經過期了，利用這個PoolConnection內部的realConnection重新生成一個PooledConnection 43 // 44 PooledConnection oldestActiveConnection = state.activeConnections.get(0); 45 long longestCheckoutTime = oldestActiveConnection.getCheckoutTime(); 46 if (longestCheckoutTime > poolMaximumCheckoutTime) 47 { 48 // Can claim overdue connection 49 state.claimedOverdueConnectionCount++; 50 state.accumulatedCheckoutTimeOfOverdueConnections += longestCheckoutTime; 51 state.accumulatedCheckoutTime += longestCheckoutTime; 52 state.activeConnections.remove(oldestActiveConnection); 53 if (!oldestActiveConnection.getRealConnection().getAutoCommit()) 54 { 55 oldestActiveConnection.getRealConnection().rollback(); 56 } 57 conn = new PooledConnection(oldestActiveConnection.getRealConnection(), this); 58 oldestActiveConnection.invalidate(); 59 if (log.isDebugEnabled()) 60 { 61 log.debug("Claimed overdue connection " + conn.getRealHashCode() + "."); 62 } 63 } 64 else 65 { 66 67 //如果不能釋放，則必須等待有 68 // Must wait 69 try 70 { 71 if (!countedWait) 72 { 73 state.hadToWaitCount++; 74 countedWait = true; 75 } 76 if (log.isDebugEnabled()) 77 { 78 log.debug("Waiting as long as " + poolTimeToWait + " milliseconds for connection."); 79 } 80 long wt = System.currentTimeMillis(); 81 state.wait(poolTimeToWait); 82 state.accumulatedWaitTime += System.currentTimeMillis() - wt; 83 } 84 catch (InterruptedException e) 85 { 86 break; 87 } 88 } 89 } 90 } 91 92 //如果獲取PooledConnection成功，則更新其資訊 93 94 if (conn != null) 95 { 96 if (conn.isValid()) 97 { 98 if (!conn.getRealConnection().getAutoCommit()) 99 { 100 conn.getRealConnection().rollback(); 101 } 102 conn.setConnectionTypeCode(assembleConnectionTypeCode(dataSource.getUrl(), username, password)); 103 conn.setCheckoutTimestamp(System.currentTimeMillis()); 104 conn.setLastUsedTimestamp(System.currentTimeMillis()); 105 state.activeConnections.add(conn); 106 state.requestCount++; 107 state.accumulatedRequestTime += System.currentTimeMillis() - t; 108 } 109 else 110 { 111 if (log.isDebugEnabled()) 112 { 113 log.debug("A bad connection (" + conn.getRealHashCode() + ") was returned from the pool, getting another connection."); 114 } 115 state.badConnectionCount++; 116 localBadConnectionCount++; 117 conn = null; 118 if (localBadConnectionCount > (poolMaximumIdleConnections + 3)) 119 { 120 if (log.isDebugEnabled()) 121 { 122 log.debug("PooledDataSource: Could not get a good connection to the database."); 123 } 124 throw new SQLException("PooledDataSource: Could not get a good connection to the database."); 125 } 126 } 127 } 128 } 129 130 } 131 132 if (conn == null) 133 { 134 if (log.isDebugEnabled()) 135 { 136 log.debug("PooledDataSource: Unknown severe error condition. The connection pool returned a null connection."); 137 } 138 throw new SQLException("PooledDataSource: Unknown severe error condition. The connection pool returned a null connection."); 139 } 140 141 return conn; 142 }
View Code
對應的處理流程圖如下所示：
如上所示,對於PooledDataSource的getConnection()方法內，先是呼叫類PooledDataSource的popConnection()方法返回了一個PooledConnection物件，然後呼叫了PooledConnection的getProxyConnection()來返回Connection物件。
6.2java.sql.Connection物件的回收
當我們的程式中使用完Connection物件時，如果不使用資料庫連線池，我們一般會呼叫 connection.close()方法，關閉connection連線，釋放資源。如下所示：
1 private void test() throws ClassNotFoundException, SQLException 2 { 3 String sql = "select * from hr.employees where employee_id < ? and employee_id >= ?"; 4 PreparedStatement st = null; 5 ResultSet rs = null; 6 7 Connection con = null; 8 Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver"); 9 try 10 { 11 con = DriverManager.getConnection("jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe", "louluan", "123456"); 12 st = con.prepareStatement(sql); 13 //設定引數 14 st.setInt(1, 101); 15 st.setInt(2, 0); 16 //查詢，得出結果集 17 rs = st.executeQuery(); 18 //取資料，省略 19 //關閉，釋放資源 20 con.close(); 21 } 22 catch (SQLException e) 23 { 24 con.close(); 25 e.printStackTrace(); 26 } 27 }
View Code
呼叫過close()方法的Connection物件所持有的資源會被全部釋放掉，Connection物件也就不能再使用。
那麼，如果我們使用了連線池，我們在用完了Connection物件時，需要將它放在連線池中，該怎樣做呢？
可能大家第一個在腦海裡閃現出來的想法就是：我在應該呼叫con.close()方法的時候，不呼叫close()f方法，將其換成將Connection物件放到連線池容器中的程式碼！
好，我們將上述的想法實現，首先定義一個簡易連線池Pool，然後將上面的程式碼改寫：
1 package com.foo.jdbc; 2 3 import java.sql.Connection; 4 import java.sql.DriverManager; 5 import java.sql.SQLException; 6 import java.util.Vector; 7 8 /** 9 * 10 * 一個執行緒安全的簡易連線池實現，此連線池是單例的 11 * putConnection()將Connection新增到連線池中 12 * getConnection()返回一個Connection物件 13 */ 14 public class Pool { 15 16 private static Vector<Connection> pool = new Vector<Connection>(); 17 18 private static int MAX_CONNECTION =100; 19 20 private static String DRIVER="oracle.jdbc.driver.OracleDriver"; 21 private static String URL = "jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe"; 22 private static String USERNAME = "louluan"; 23 private static String PASSWROD = "123456"; 24 25 static { 26 try { 27 Class.forName(DRIVER); 28 } catch (ClassNotFoundException e) { 29 e.printStackTrace(); 30 } 31 } 32 33 /** 34 * 將一個Connection物件放置到連線池中 35 */ 36 public static void putConnection(Connection connection){ 37 38 synchronized(pool) 39 { 40 if(pool.size()<MAX_CONNECTION) 41 { 42 pool.add(connection); 43 } 44 } 45 } 46 47 48 /** 49 * 返回一個Connection物件，如果連線池內有元素，則pop出第一個元素； 50 * 如果連線池Pool中沒有元素，則建立一個connection物件，然後新增到pool中 51 * @return Connection 52 */ 53 public static Connection getConnection(){ 54 Connection connection = null; 55 synchronized(pool) 56 { 57 if(pool.size()>0) 58 { 59 connection = pool.get(0); 60 pool.remove(0); 61 } 62 else 63 { 64 connection = createConnection(); 65 pool.add(connection); 66 } 67 } 68 return connection; 69 } 70 71 /** 72 * 建立一個新的Connection物件 73 */ 74 private static Connection createConnection() 75 { 76 Connection connection = null; 77 try { 78 connection = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME,PASSWROD); 79 } catch (SQLException e) { 80 e.printStackTrace(); 81 } 82 return connection; 83 } 84 85 }
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1 package com.foo.jdbc; 2 3 import java.sql.Connection; 4 import java.sql.DriverManager; 5 import java.sql.PreparedStatement; 6 import java.sql.ResultSet; 7 import java.sql.SQLException; 8 import java.util.Vector; 9 10 public class PoolTest 11 { 12 13 private void test() throws ClassNotFoundException, SQLException