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一、前言

本文首先会讲述MyBatis的数据源的分类;然后会介绍数据源是如何加载和使用的;紧接着将分类介绍UNPOOLED、POOLED和JNDI类型的数据源组织;期间我们会重点讲解POOLED类型的数据源和其实现的连接池原理。

ORM框架:Hibernate和Mybatis都是ORM框架
ORM框架,数据源的组织是必须的,要不然要你这个框架干嘛?

二、数据源

2.1 MyBatis三种数据源

MyBatis数据源实现是在以下四个包中:

加速,从数据源到连接池…_原力计划

四个包分别对应一个基本包和三种数据源

MyBatis把数据源DataSource分为三种:
(1) UNPOOLED 不使用连接池的数据源
(2) POOLED 使用连接池的数据源
(3) JNDI 使用JNDI实现的数据源

即:

加速,从数据源到连接池…_hibernate_02

相应地,MyBatis内部分别定义了实现了java.sql.DataSource接口的UnpooledDataSource,PooledDataSource类来表示UNPOOLED、POOLED类型的数据源。 如下图所示:

加速,从数据源到连接池…_java_03
对于JNDI类型的数据源DataSource,则是通过JNDI上下文中取值。

问题:Mybatis三种数据源?
回答:四个包分别对应一个基本包和三种数据源,MyBatis把数据源DataSource分为三种:
(1)UNPOOLED 不使用连接池的数据源
(2)POOLED 使用连接池的数据源
(3)JNDI 使用JNDI实现的数据源

问题:三种数据源的关系?
回答:PooledDataSource和UnPooledDataSource都实现了java.sql.DataSource接口,并且PooledDataSource持有一个UnPooledDataSource的引用,当PooledDataSource需要创建一个java.sql.DataSource实例对象时,还是通过UnPooledDataSource来创建。PooledDataSource只是提供一种缓存连接池实例。

2.2 Mybatis初始化时创建数据源工厂和数据源

MyBatis数据源DataSource对象的创建发生在MyBatis初始化的过程中。下面让我们一步步地了解MyBatis是如何创建数据源DataSource的。

在mybatis的XML配置文件中,使用<dataSource>元素来配置数据源:

加速,从数据源到连接池…_hibernate_04

1、MyBatis在初始化时,解析此文件,根据的type属性来创建相应类型的的数据源DataSource,即:

type=”POOLED” :MyBatis会创建PooledDataSource实例
type=”UNPOOLED” :MyBatis会创建UnpooledDataSource实例
type=”JNDI” :MyBatis会从JNDI服务上查找DataSource实例,然后返回使用

2、MyBatis是通过工厂模式来创建数据源DataSource对象的,MyBatis定义了抽象的工厂接 口:org.apache.ibatis.datasource.DataSourceFactory,通过其getDataSource()方法返回数据源DataSource:

定义如下:

public interface DataSourceFactory {
  void setProperties(Properties props);
  //生产DataSource
  DataSource getDataSource();
}

上述三种不同类型的type,则有对应的以下dataSource工厂:

(1)POOLED PooledDataSourceFactory
(2)UNPOOLED UnpooledDataSourceFactory
(3)JNDI JndiDataSourceFactory

其类图如下所示:

加速,从数据源到连接池…_数据源_05

3、MyBatis创建了DataSource实例后,会将其放到Configuration对象内的Environment对象中, 供以后使用。

初始化的时候反射创建数据源工厂,数据源是通过数据源工厂来创建的,三种数据源对应三种数据源工厂,在工厂类的工厂方法中使用new来创建对应数据源,如下:
加速,从数据源到连接池…_数据源_06
数据源工厂的构造函数中new数据源很重要,只要反射新建了数据源工厂,就是新建数据源了。
那么,数据源工厂又是怎么创建的呢?是mybatis解析xml通过反射创建的。

XMLConfigBuilder类中的parse()方法,parse()中调用parseConfiguration()方法,parseConfiguration()中调用environmentsElement()方法,environmentsElement()中调用dataSourceElement()方法。
加速,从数据源到连接池…_java_07

2.3 DataSource延迟到执行SQL语句的时候才创建Connection对象

当我们需要创建SqlSession对象并需要执行SQL语句时,这时候MyBatis才会去调用dataSource对象来创建java.sql.Connection对象。也就是说,java.sql.Connection对象的创建一直延迟到执行SQL语句的时候。

比如,我们有如下方法执行一个简单的SQL语句:

String resource = "mybatis-config.xml";
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
sqlSession.selectList("SELECT * FROM STUDENTS");

前4句都不会导致java.sql.Connection对象的创建,只有当第5句sqlSession.selectList(“SELECT * FROM STUDENTS”),才会触发MyBatis在底层执行下面这个方法来创建java.sql.Connection对象:

protected void openConnection() throws SQLException {
    if (log.isDebugEnabled()) {
      log.debug("Opening JDBC Connection");
    }
    connection = dataSource.getConnection();
    if (level != null) {
      connection.setTransactionIsolation(level.getLevel());
    }
    setDesiredAutoCommit(autoCommmit);
  }

而对于DataSource的UNPOOLED的类型的实现UnpooledDataSource是怎样实现getConnection()方法的呢?请看下一节。

问题:从sqlSession.selectList到事务中的openConnection()
回答:
加速,从数据源到连接池…_原力计划_08加速,从数据源到连接池…_hibernate_09
加速,从数据源到连接池…_数据库_10
加速,从数据源到连接池…_数据库_11

三、连接池

3.1 不使用连接池:UnpooledDataSource时序图

<dataSource>的type属性被配置成了”UNPOOLED”,MyBatis首先会实例化一个UnpooledDataSourceFactory工厂实例,然后通过getDataSource()方法返回一个UnpooledDataSource实例对象引用,我们假定为dataSource。

使用UnpooledDataSource的getConnection(),每调用一次就会产生一个新的Connection实例对象。UnPooledDataSource的getConnection()方法实现如下:

/*
UnpooledDataSource类中的的getConnection()实现
*/
public Connection getConnection() throws SQLException
{
    return doGetConnection(username, password);
}
 
private Connection doGetConnection(String username, String password) throws SQLException
{
    //封装username和password成properties
    Properties props = new Properties();
    if (driverProperties != null)
    {
        props.putAll(driverProperties);
    }
    if (username != null)
    {
        props.setProperty("user", username);
    }
    if (password != null)
    {
        props.setProperty("password", password);
    }
    return doGetConnection(props);
}
 
/*
 *  获取数据连接
 */
private Connection doGetConnection(Properties properties) throws SQLException
{
    //1.初始化驱动
    initializeDriver();
    //2.从DriverManager中获取连接,获取新的Connection对象
    Connection connection = DriverManager.getConnection(url, properties);
    //3.配置connection属性
    configureConnection(connection);
    //4.返回Connection对象
    return connection;
}

如上代码所示,UnpooledDataSource会做以下事情:

  1. 初始化驱动: 判断driver驱动是否已经加载到内存中,如果还没有加载,则会动态地加载driver类,并实例化一个Driver对象,使用DriverManager.registerDriver()方法将其注册到内存中,以供后续使用。

  2. 创建Connection对象: 使用DriverManager.getConnection()方法创建连接。

  3. 配置Connection对象: 设置是否自动提交autoCommit和隔离级别isolationLevel。

  4. 返回Connection对象。

上述的时序图如下所示:

加速,从数据源到连接池…_原力计划_12

总结:从上述的代码中可以看到,我们每调用一次getConnection()方法,都会通过DriverManager.getConnection()返回新的java.sql.Connection实例。

3.2 不使用连接池:每次新建一个Connection代价太大

1、创建一个java.sql.Connection实例对象的代价

首先让我们来看一下创建一个java.sql.Connection对象的资源消耗。我们通过连接Oracle数据库,创建创建Connection对象,来看创建一个Connection对象、执行SQL语句各消耗多长时间。代码如下:

public static void main(String[] args) throws Exception
{
 
    String sql = "select * from hr.employees where employee_id < ? and employee_id >= ?";
    PreparedStatement st = null;
    ResultSet rs = null;
 
    long beforeTimeOffset = -1L; //创建Connection对象前时间
    long afterTimeOffset = -1L; //创建Connection对象后时间
    long executeTimeOffset = -1L; //创建Connection对象后时间
 
    Connection con = null;
    Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");
 
    beforeTimeOffset = new Date().getTime();
    System.out.println("before:\t" + beforeTimeOffset);
 
    con = DriverManager.getConnection("jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe", "louluan", "123456");
 
    afterTimeOffset = new Date().getTime();
    System.out.println("after:\t\t" + afterTimeOffset);
    System.out.println("Create Costs:\t\t" + (afterTimeOffset - beforeTimeOffset) + " ms");
 
    st = con.prepareStatement(sql);
    //设置参数
    st.setInt(1, 101);
    st.setInt(2, 0);
    //查询,得出结果集
    rs = st.executeQuery();
    executeTimeOffset = new Date().getTime();
    System.out.println("Exec Costs:\t\t" + (executeTimeOffset - afterTimeOffset) + " ms");
 
}

上述程序在我笔记本上的执行结果为:

加速,从数据源到连接池…_数据库_13

从此结果可以清楚地看出,创建一个Connection对象,用了250 毫秒;而执行SQL的时间用了170毫秒。

创建一个Connection对象用了250毫秒!这个时间对计算机来说可以说是一个非常奢侈的!

这仅仅是一个Connection对象就有这么大的代价,设想一下另外一种情况:如果我们在Web应用程序中,为用户的每一个请求就操作一次数据库,当有10000个在线用户并发操作的话,对计算机而言,仅仅创建Connection对象不包括做业务的时间就要损耗10000×250ms= 250 0000 ms = 2500 s = 41.6667 min,竟然要41分钟!!!如果对高用户群体使用这样的系统,简直就是开玩笑!

2、问题分析:

创建一个java.sql.Connection对象的代价是如此巨大,是因为创建一个Connection对象的过程,在底层就相当于和数据库建立的通信连接,在建立通信连接的过程,消耗了这么多的时间,而往往我们建立连接后(即创建Connection对象后),就执行一个简单的SQL语句,然后就要抛弃掉,这是一个非常大的资源浪费!

3、解决方案:

对于需要频繁地跟数据库交互的应用程序,可以在创建了Connection对象,并操作完数据库后,可以不释放掉资源,而是将它放到内存中,当下次需要操作数据库时,可以直接从内存中取出Connection对象,不需要再创建了,这样就极大地节省了创建Connection对象的资源消耗。由于内存也是有限和宝贵的,这又对我们对内存中的Connection对象怎么有效地维护提出了很高的要求。我们将在内存中存放Connection对象的容器称之为 连接池(Connection Pool)。下面让我们来看一下MyBatis的线程池是怎样实现的。

问题:底层是如何创建Connection的具体逻辑?
回答:逻辑复杂且没什么用,了解即可,从JdbcTransaction类的openConnection()出发,
(1)进入PooledDataSource类中popConnection()方法
(2)进入UnPooledDataSource类中的doGetConnection()方法
加速,从数据源到连接池…_java_14

3.3 使用连接池:PooledDataSource类减少创建Connection的消耗

3.3.1 idleConnections和activeConnections

我们使用PooledDataSource的getConnection()方法来返回Connection对象。现在让我们看一下它的底层原理:PooledDataSource将java.sql.Connection对象包裹成PooledConnection对象放到了PoolState类型的容器中维护。 MyBatis将连接池中的PooledConnection分为两种状态: 空闲状态(idle)和活动状态(active),这两种状态的PooledConnection对象分别被存储到PoolState容器内的 idleConnections 和 activeConnections 两个List集合中:

加速,从数据源到连接池…_数据库_15

PoolState连接池的大致结构如下所示:

加速,从数据源到连接池…_java_16

idleConnections集合

(1)存储:空闲(idle)状态PooledConnection对象被放置到此集合中,表示当前闲置的没有被使用的PooledConnection集合;

(2)取出:调用PooledDataSource的getConnection()方法时,会优先从此集合中取PooledConnection对象;

(3)放入:当用完一个java.sql.Connection对象时,MyBatis会将其包裹成PooledConnection对象放到此集合中。

activeConnections集合

(1)存储:活动(active)状态的PooledConnection对象被放置到名为activeConnections的ArrayList中,表示当前正在被使用的PooledConnection集合;

(2)放入:调用PooledDataSource的getConnection()方法时,会优先从idleConnections集合中取PooledConnection对象,如果没有,则看此集合是否已满,如果未满,PooledDataSource会创建出一个PooledConnection,添加到此集合中,并返回。

3.3.2 使用连接池:java.sql.Connection对象的获取

3.3.2.1 连接池创建Connection对象两步走

使用连接池,创建Connection对象两步走,先调用获取popConnection()方法得到一个PooledConnection对象,然后调用PooledConnection类的getProxyConnection()返回一个proxyConnection变量。下面让我们看一下PooledDataSource 的getConnection()方法获取Connection对象的实现:

 public Connection getConnection() throws SQLException {
    return popConnection(dataSource.getUsername(), dataSource.getPassword()).getProxyConnection();
  }
 
  public Connection getConnection(String username, String password) throws SQLException {
    return popConnection(username, password).getProxyConnection();
  }

上述的popConnection()方法,第一步,会从连接池中返回一个可用的PooledConnection对象,第二步,调用getProxyConnection()方法最终返回Conection对象。

注意:这是独立的调用两个函数,不是一个函数中调用另一个函数
第一步,会从连接池中返回一个可用的PooledConnection对象;
第二步,调用getProxyConnection()方法最终返回Conection对象

3.3.2.2 popConnection()

现在让我们看一下popConnection()方法到底做了什么:

  1. 先看是否有空闲(idle)状态下的PooledConnection对象,如果有,就直接返回一个可用的PooledConnection对象;否则进行第2步。

  2. 查看活动状态的PooledConnection池activeConnections是否已满;如果没有满,则创建一个新的PooledConnection对象,然后放到activeConnections池中,然后返回此PooledConnection对象;否则进行第三步;

  3. 看最先进入activeConnections池中的PooledConnection对象是否已经过期:如果已经过期,从activeConnections池中移除此对象,然后创建一个新的PooledConnection对象,添加到activeConnections中,然后将此对象返回;否则进行第4步(金手指:如果没有过期就进入第4步)。

  4. 线程等待,循环2步(第4步转到第3步,因为第4步是第3步,所以,PooledConnection池activeConnections一定已满,所以,就是要在第3步找到一个过期的,如果目前还没有过期的,就不断花时间找,一直到找到为止)

/*
 * 传递一个用户名和密码,从连接池中返回可用的PooledConnection
 */
private PooledConnection popConnection(String username, String password) throws SQLException
{
    boolean countedWait = false;
    PooledConnection conn = null;
    long t = System.currentTimeMillis();
    int localBadConnectionCount = 0;
 
    while (conn == null)   // 循环 
    {
        synchronized (state)   // 原子化该步骤
        {
            if (state.idleConnections.size() > 0)
            {
                // 连接池中有空闲连接,取出第一个
                conn = state.idleConnections.remove(0);
                if (log.isDebugEnabled())
                {
                    log.debug("Checked out connection " + conn.getRealHashCode() + " from pool.");
                }
            }
            else
            {
                // 如果没有满,则创建一个新的PooledConnection对象
                // 然后放到activeConnections池中,然后返回此PooledConnection对象
                if (state.activeConnections.size() < poolMaximumActiveConnections)
                {
                    // 创建一个新的connection对象
                    conn = new PooledConnection(dataSource.getConnection(), this);
                    @SuppressWarnings("unused")
                    //used in logging, if enabled
                    Connection realConn = conn.getRealConnection();
                    if (log.isDebugEnabled())
                    {
                        log.debug("Created connection " + conn.getRealHashCode() + ".");
                    }
                }
                else
                {
                    // Cannot create new connection 
                    // 当活动连接池已满,不能创建时,取出活动连接池的第一个,即最先进入连接池的PooledConnection对象
                    // 计算它的校验时间,如果校验时间大于连接池规定的最大校验时间,则认为它已经过期了,利用这个PoolConnection内部的realConnection重新生成一个PooledConnection
                    
                    PooledConnection oldestActiveConnection = state.activeConnections.get(0);
                    long longestCheckoutTime = oldestActiveConnection.getCheckoutTime();
                    if (longestCheckoutTime > poolMaximumCheckoutTime)
                    {
                        // Can claim overdue connection
                        state.claimedOverdueConnectionCount++;
                        state.accumulatedCheckoutTimeOfOverdueConnections += longestCheckoutTime;
                        state.accumulatedCheckoutTime += longestCheckoutTime;
                        state.activeConnections.remove(oldestActiveConnection);
                        if (!oldestActiveConnection.getRealConnection().getAutoCommit())
                        {
                            oldestActiveConnection.getRealConnection().rollback();
                        }
                        conn = new PooledConnection(oldestActiveConnection.getRealConnection(), this);
                        oldestActiveConnection.invalidate();
                        if (log.isDebugEnabled())
                        {
                            log.debug("Claimed overdue connection " + conn.getRealHashCode() + ".");
                        }
                    }
                    else
                    {
                        //第一个没有过期
                        //如果不能释放,则必须等待有 Must wait
                        try
                        {
                            if (!countedWait)
                            {
                                state.hadToWaitCount++;
                                countedWait = true;
                            }
                            if (log.isDebugEnabled())
                            {
                                log.debug("Waiting as long as " + poolTimeToWait + " milliseconds for connection.");
                            }
                            long wt = System.currentTimeMillis();
                            state.wait(poolTimeToWait);
                            state.accumulatedWaitTime += System.currentTimeMillis() - wt;
                        }
                        catch (InterruptedException e)
                        {
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
            //如果获取PooledConnection成功,则更新其信息 
            if (conn != null)
            {
                if (conn.isValid())
                {
                    if (!conn.getRealConnection().getAutoCommit())
                    {
                        conn.getRealConnection().rollback();
                    }
                    conn.setConnectionTypeCode(assembleConnectionTypeCode(dataSource.getUrl(), username, password));
                    conn.setCheckoutTimestamp(System.currentTimeMillis());
                    conn.setLastUsedTimestamp(System.currentTimeMillis());
                    state.activeConnections.add(conn);
                    state.requestCount++;
                    state.accumulatedRequestTime += System.currentTimeMillis() - t;
                }
                else
                {
                    if (log.isDebugEnabled())
                    {
                        log.debug("A bad connection (" + conn.getRealHashCode() + ") was returned from the pool, getting another connection.");
                    }
                    state.badConnectionCount++;
                    localBadConnectionCount++;
                    conn = null;
                    if (localBadConnectionCount > (poolMaximumIdleConnections + 3))
                    {
                        if (log.isDebugEnabled())
                        {
                            log.debug("PooledDataSource: Could not get a good connection to the database.");
                        }
                        throw new SQLException("PooledDataSource: Could not get a good connection to the database.");
                    }
                }
            }
        }
 
    }
 
    if (conn == null)
    {
        if (log.isDebugEnabled())
        {
            log.debug("PooledDataSource: Unknown severe error condition.  The connection pool returned a null connection.");
        }
        throw new SQLException("PooledDataSource: Unknown severe error condition.  The connection pool returned a null connection.");
    }
 
    return conn;
}

对应的处理流程图如下所示:

加速,从数据源到连接池…_原力计划_17

问题1:先看是否有空闲(idle)状态下的PooledConnection对象,如果有,就直接返回一个可用的PooledConnection对象
后面是else,不用执行,conn已经有值,可以跳出while(conn==null),直接return conn;

如上所示,对于PooledDataSource的getConnection()方法内,先是调用类PooledDataSource的popConnection()方法返回了一个PooledConnection对象,然后调用了PooledConnection的getProxyConnection()来返回Connection对象。

3.3.2.3 getProxyConnection()

getProxyConnection()方法很简单,直接返回类中proxyConnection变量,后面的操作就都是使用proxyConnection变量了,而不是使用realConnection变量
加速,从数据源到连接池…_数据源_18

如果使用连接池,在创建Connection对象的时候就确定了,得到的是一个proxyConnection变量了,而不是使用realConnection变量,后面的操作就都是使用proxyConnection变量了,其实对于proxyConnection变量中的所有方法,都是使用反射调用invoke,底层还是通过realConnection来完成的,唯一特殊的是,调用conn.close()不是关闭,而不是放到连接池中。如下:

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    String methodName = method.getName();
    //当调用关闭的时候,回收此Connection到PooledDataSource中
    if (CLOSE.hashCode() == methodName.hashCode() && CLOSE.equals(methodName)) {
      dataSource.pushConnection(this);   // 调用关闭的时候,放入连接池
      return null;
    } else {  // else表示如果不是close()方法,就是代理connection和真是connection相同,
    // 执行真实对象对象的方法,method.invoke(realConnection, args);
    // 只有close()方法特殊处理  good 
      try {
        if (!Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {
          checkConnection();
        }
        return method.invoke(realConnection, args);
      } catch (Throwable t) {
        throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);
      }
    }
  }

3.3.3 使用连接池:java.sql.Connection对象的回收

3.3.3.1 不使用连接池:con.close(),关闭connection连接,释放资源

不使用连接池的时候,con.close(),关闭connection连接,释放资源

当我们的程序中使用完Connection对象时,如果不使用数据库连接池,我们一般会调用 connection.close()方法,关闭connection连接,释放资源。如下所示:

private void test() throws ClassNotFoundException, SQLException
{
    String sql = "select * from hr.employees where employee_id < ? and employee_id >= ?";
    PreparedStatement st = null;
    ResultSet rs = null;
 
    Connection con = null;
    Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");
    try
    {
        con = DriverManager.getConnection("jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe", "louluan", "123456");
        st = con.prepareStatement(sql);
        //设置参数
        st.setInt(1, 101);
        st.setInt(2, 0);
        //查询,得出结果集
        rs = st.executeQuery();
        //取数据,省略
        //关闭,释放资源
        con.close();
    }
    catch (SQLException e)
    {
        con.close();
        e.printStackTrace();
    }
}

3.3.3.2 使用连接池:conn.close(),将Connection对象放到连接池中

调用con.close()方法:Connection对象所持有的资源会被全部释放掉,Connection对象也就不能再使用。那么,如果我们使用了连接池,我们在用完了Connection对象时,需要将它放在连接池中,该怎样做呢?

可能大家第一个在脑海里闪现出来的想法就是:我在应该调用con.close()方法的时候,不调用con.close()方法,将其换成将Connection对象放到连接池容器中的代码!

好,我们将上述的想法实现,首先定义一个简易连接池Pool,然后将上面的代码改写:

package com.foo.jdbc;
 
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Vector;
 
/**
 * 
 * 一个线程安全的简易连接池实现,此连接池是单例的
 *  putConnection()将Connection添加到连接池中
 *  getConnection()返回一个Connection对象
 */
public class Pool {
 
    private static Vector<Connection> pool = new Vector<Connection>();
    
    private static int MAX_CONNECTION =100;
    
    private static String DRIVER="oracle.jdbc.driver.OracleDriver";
    private static String URL = "jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe";
    private static String USERNAME = "louluan";
    private static String PASSWROD = "123456";
    
    static {
        try {
            Class.forName(DRIVER);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    
    /**
     * 将一个Connection对象放置到连接池中 
     */
    public static  void putConnection(Connection connection){
        
        synchronized(pool)
        {
            if(pool.size()<MAX_CONNECTION)
            {
                pool.add(connection);       
            }
        }
    }
    
    
    /**
     * 返回一个Connection对象,如果连接池内有元素,则pop出第一个元素;
     * 如果连接池Pool中没有元素,则创建一个connection对象,然后添加到pool中
     * @return Connection
     */
    public static Connection getConnection(){
        Connection connection = null;
        synchronized(pool)
        {
            if(pool.size()>0)
            {
                connection = pool.get(0);
                pool.remove(0);
            }
            else
            {
                connection = createConnection();
                pool.add(connection);
            }
        }
        return connection;
    }
    
    /**
     * 创建一个新的Connection对象
     */
    private static Connection createConnection()
    {
        Connection connection = null;
        try {
            connection = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME,PASSWROD);
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return connection;
    }
    
}
package com.foo.jdbc;
 
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.util.Vector;
 
public class PoolTest
{
 
    private void test() throws ClassNotFoundException, SQLException
    {
        String sql = "select * from hr.employees where employee_id < ? and employee_id >= ?";
        PreparedStatement st = null;
        ResultSet rs = null;
 
        Connection con = null;
        Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");
        try
        {
            con = DriverManager.getConnection("jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe", "louluan", "123456");
            st = con.prepareStatement(sql);
            //设置参数
            st.setInt(1, 101);
            st.setInt(2, 0);
            //查询,得出结果集
            rs = st.executeQuery();
            //取数据,省略
            //将不再使用的Connection对象放到连接池中,供以后使用
            Pool.putConnection(con);
        }
        catch (SQLException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

conn.close()变为Pool.putConnection(con);

上述的代码就是将我们使用过的Connection对象放到Pool连接池中,我们需要Connection对象的话,只需要使用Pool.getConnection()方法从里面取即可。

是的,上述的代码完全可以实现此能力,不过有一个很不优雅的实现:就是我们需要手动地将Connection对象放到Pool连接池中,这是一个很傻的实现方式。这也和一般使用Connection对象的方式不一样:一般使用Connection的方式是使用完后,然后调用close()方法释放资源。

为了和一般的使用Conneciton对象的方式保持一致,我们希望当Connection使用完后,调用close()方法,而实际上Connection资源并没有被释放,而实际上被添加到了连接池中。这样可以做到吗?答案是可以。上述的要求从另外一个角度来描述就是:能否提供一种机制,让我们知道Connection对象调用了什么方法,从而根据不同的方法自定义相应的处理机制。恰好代理机制就可以完成上述要求(懂了 good)。

3.3.3.3 代理模式实现Connection对象调用了close()方法,而实际是将其添加到连接池中

这是要使用代理模式,为真正的Connection对象创建一个代理对象,代理对象所有的方法都是调用相应的真正Connection对象的方法实现。当代理对象执行close()方法时,要特殊处理,不调用真正Connection对象的close()方法,而是将Connection对象添加到连接池中。

MyBatis的PooledDataSource的PoolState内部维护的对象是PooledConnection类型的对象,而PooledConnection则是对真正的数据库连接java.sql.Connection实例对象的包裹器。PooledConnection对象内持有一个真正的数据库连接java.sql.Connection实例对象和一个java.sql.Connection的代理,其部分定义如下:

class PooledConnection implements InvocationHandler {
  
  //......

  private PooledDataSource dataSource;     //数据源引用

  private Connection realConnection;     //真正的Connection对象

  private Connection proxyConnection;    //代理自己的代理Connection
  
  //......
}

加速,从数据源到连接池…_原力计划_19

PooledConenction实现了InvocationHandler接口,并且,proxyConnection对象也是根据这个它来生成的代理对象:

public PooledConnection(Connection connection, PooledDataSource dataSource) {
    this.hashCode = connection.hashCode();    // hashcode
    this.realConnection = connection;   // 真实connection
    this.dataSource = dataSource;    // 数据源
    this.createdTimestamp = System.currentTimeMillis();   // 新建时间
    this.lastUsedTimestamp = System.currentTimeMillis();   // 最后修改时间
    this.valid = true;    // valid
    this.proxyConnection = (Connection) Proxy.newProxyInstance(Connection.class.getClassLoader(), IFACES, this);  // 代理connection
  }

实际上,对于开发程序员来说,调用PooledDataSource的getConnection()方法返回的就是这个proxyConnection对象,然后proxyConnection.getProxyConnection()。

加速,从数据源到连接池…_数据源_20

当我们调用此proxyConnection对象上的任何方法时,都会调用PooledConnection对象内invoke()方法(就是基于反射)。

让我们看一下PooledConnection类中的invoke()方法定义:

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    String methodName = method.getName();
    //当调用关闭的时候,回收此Connection到PooledDataSource中
    if (CLOSE.hashCode() == methodName.hashCode() && CLOSE.equals(methodName)) {
      dataSource.pushConnection(this);   // 调用关闭的时候,放入连接池
      return null;
    } else {  // else表示如果不是close()方法,就是代理connection和真是connection相同,
    // 执行真实对象对象的方法,method.invoke(realConnection, args);
    // 只有close()方法特殊处理  good 
      try {
        if (!Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {
          checkConnection();
        }
        return method.invoke(realConnection, args);
      } catch (Throwable t) {
        throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);
      }
    }
  }

从上述代码可以看到,当我们使用了pooledDataSource.getConnection()返回的Connection对象的close()方法时,不会调用真正Connection的close()方法,而是将此Connection对象放到连接池中。

加速,从数据源到连接池…_java_21

四、JNDI类型的数据源DataSource

MyBatis定义了一个JndiDataSourceFactory工厂来创建通过JNDI形式生成的DataSource。

下面让我们看一下JndiDataSourceFactory的关键代码:

if (properties.containsKey(INITIAL_CONTEXT)
        && properties.containsKey(DATA_SOURCE))
{
    //从JNDI上下文中找到DataSource并返回
    Context ctx = (Context) initCtx.lookup(properties.getProperty(INITIAL_CONTEXT));
    dataSource = (DataSource) ctx.lookup(properties.getProperty(DATA_SOURCE));
}
else if (properties.containsKey(DATA_SOURCE))
{
    // //从JNDI上下文中找到DataSource并返回
    dataSource = (DataSource) initCtx.lookup(properties.getProperty(DATA_SOURCE));
}

加速,从数据源到连接池…_数据源_22

五、面试金手指

面试金手指1:Mybatis三种数据源及其关系

第一,三种数据源:四个包分别对应一个基本包和三种数据源
MyBatis把数据源DataSource分为三种:
(1)UNPOOLED 不使用连接池的数据源
(2)POOLED 使用连接池的数据源
(3)JNDI 使用JNDI实现的数据源

第二,三种数据源的关系

PooledDataSource和UnPooledDataSource都实现了java.sql.DataSource接口,并且PooledDataSource持有一个UnPooledDataSource的引用,当PooledDataSource需要创建一个java.sql.DataSource实例对象时,还是通过UnPooledDataSource来创建。PooledDataSource只是提供一种缓存连接池实例。

面试金手指2:Mybatis初始化的时候创建数据源工厂和数据源

初始化的时候反射创建数据源工厂,数据源是通过数据源工厂来创建的,三种数据源对应三种数据源工厂,在工厂类的工厂方法中使用new来创建对应数据源,如下:
加速,从数据源到连接池…_数据源_06
数据源工厂的构造函数中new数据源很重要,只要反射新建了数据源工厂,就是新建数据源了。

那么,数据源工厂又是怎么创建的呢?是mybatis解析xml通过反射创建的XMLConfigBuilder类中的parse()方法,parse()中的environmentsElement()方法,environmentsElement()中的dataSourceElement()方法,
加速,从数据源到连接池…_java_07

面试金手指3:Mybatis延迟到执行SQL语句的时候才创建Connection对象

从sqlSession.selectList到事务中的openConnection()
加速,从数据源到连接池…_原力计划_08

加速,从数据源到连接池…_hibernate_09
加速,从数据源到连接池…_数据库_10
加速,从数据源到连接池…_数据库_11

面试金手指4:连接池的两个list

PoolState连接池的大致结构如下所示:
加速,从数据源到连接池…_java_16
idleConnections集合
(1)存储:空闲(idle)状态PooledConnection对象被放置到此集合中,表示当前闲置的没有被使用的PooledConnection集合;
(2)取出:调用PooledDataSource的getConnection()方法时,会优先从此集合中取PooledConnection对象;
(3)放入:当用完一个java.sql.Connection对象时,MyBatis会将其包裹成PooledConnection对象放到此集合中。

activeConnections集合
(1)存储:活动(active)状态的PooledConnection对象被放置到名为activeConnections的ArrayList中,表示当前正在被使用的PooledConnection集合;
(2)放入:调用PooledDataSource的getConnection()方法时,会优先从idleConnections集合中取PooledConnection对象,如果没有,则看此集合是否已满,如果未满,PooledDataSource会创建出一个PooledConnection,添加到此集合中,并返回。

面试金手指5:连接池的java.sql.Connection对象的创建

用连接池,创建Connection对象两步走:

(1) 先调用获取popConnection()方法得到一个PooledConnection对象(很重要,详见3.3.2.2 popConnection() 对于两个队列的处理);

(2) 然后调用PooledConnection类的getProxyConnection()返回一个proxyConnection变量

面试金手指6:连接池的java.sql.Connection对象的回收

一段程序处理所有疑问

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    String methodName = method.getName();
    //当调用关闭的时候,回收此Connection到PooledDataSource中
    if (CLOSE.hashCode() == methodName.hashCode() && CLOSE.equals(methodName)) {
      dataSource.pushConnection(this);   // 调用关闭的时候,放入连接池
      return null;
    } else {  // else表示如果不是close()方法,就是代理connection和真是connection相同,
    // 执行真实对象对象的方法,method.invoke(realConnection, args);
    // 只有close()方法特殊处理  good 
      try {
        if (!Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {
          checkConnection();
        }
        return method.invoke(realConnection, args);
      } catch (Throwable t) {
        throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);
      }
    }
  }

面试金手指7:JNDI类型的数据源DataSource

MyBatis定义了一个JndiDataSourceFactory工厂来创建通过JNDI形式生成的DataSource,定位JndiDataSourceFactory类:

if (properties.containsKey(INITIAL_CONTEXT)
        && properties.containsKey(DATA_SOURCE))
{
    //从JNDI上下文中找到DataSource并返回
    Context ctx = (Context) initCtx.lookup(properties.getProperty(INITIAL_CONTEXT));
    dataSource = (DataSource) ctx.lookup(properties.getProperty(DATA_SOURCE));
}
else if (properties.containsKey(DATA_SOURCE))
{
    // //从JNDI上下文中找到DataSource并返回
    dataSource = (DataSource) initCtx.lookup(properties.getProperty(DATA_SOURCE));
}
六、尾声

《加速,从数据源到连接池…》,完成了。

天天打码,天天进步!!!