Data Source與資料庫連線池簡介(JDBC簡介)

2022-11-03 14:01:46

起源

為何放棄DriverManager

DriverManager負責管理驅動程式，並且使用已註冊的驅動程式進行連線。

//1、註冊驅動
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
//資料庫連線所需引數
String user = "root";
String password = "123456";
String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/sampledb?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8";
//2、獲取連線物件
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password);

使用DriverManager的一般形式如上面程式碼所示

直接使用DriverManager的這種形式，通常需要將驅動程式寫死到專案中（JDBC4.0後可以自動註冊驅動程式）

而且最重要的是DriverManager的getConnection方法獲取的連線，是建立與資料庫的連線，是建立與資料庫的連線，是建立與資料庫的連線。

但是建立與資料庫的連線是一項較耗資源的工作，頻繁的進行資料庫連線建立操作會產生較大的系統開銷。

隨著企業級應用複雜度的提升以及對效能要求的提高，這一點是難以接受的。

連線池

既然每次使用時都重新建立與資料庫之間的連線，會產生較大的系統開銷

是否可以事先建立一些連線備用，當需要時，從這些連線中選擇一個提供出去；當連線使用完畢後，並不是真正的關閉，而是將這些資料狀態還原，然後繼續等待下一個人使用？

比如滑雪場會租賃雪具滑雪服等，如果你不是資深玩家，你沒有必要浪費錢買，即使你不差錢，每次去滑雪場都不能輕裝上陣，每次都要攜帶很多裝備，也是一件麻煩事。

這種沒必要的花費或者麻煩其實都是一種開銷。

連線池的核心與租用的理念有類似的點，重複使用可以提高連線的利用率，減少開銷（當然連線池的使用並不需要你花費一筆租金）

連線的持有是消耗空間的，但是現在絕大多數場景下，磁碟空間並沒有那麼金貴，我們更關心的是效能，所以空間換取時間，連線池的邏輯被廣泛應用。

資料來源

DriverManager只是建立與資料庫之間的連線，如何才能將連線池的概念應用其中？

一種很自然的方式就是提供一個薄層的封裝，建立一箇中間層，這個中間層將DriverManager生成的連線，組織到連線池中，然後從池中提供連線。

Data Source就是DriverManager的一種替代角色，對外呈現就類似於一個DriverManager，擁有對外提供連線的能力直接使用DriverManager，驅動程式與管理器是“服務者---管理者”的形式，藉助於管理者才能提供服務。Data Source將驅動程式的概念淡化了，突出驅動程式能夠提供的服務與能力，將驅動程式提供的服務與能力抽象為Data Source資料來源這一角色。

DataSource中獲取的連線來自於連線池中，而池中的連線根本也還是從DriverManager獲取而來

有了資料來源這一中間層，就可以實現連線池和分散式事務的管理。

對外呈現DataSource就是類似於DriverManager的一個存在。

DataSource的形式是JNDI （Java Naming Directory Interface）

DataSource是JNDI資源的一種，那麼到底什麼是JNDI呢

此處不過多解釋，可以簡單認為JNDI是類似這樣一個東西：

一個雜湊表，型別為<String，Object>

JNDI的兩個最主要操作：bind和lookup。bind操作負責往雜湊表裡存物件，lookup則根據這個鍵值字串往外取物件。

開發人員可以使用鍵值——也就是一個字串名稱——來獲取某個物件。

簡言之就是可以給一個物件命名，然後可以通過名稱找到這個物件。

資料來源的概念在應用程式與資料庫連線之間插入了一箇中間層，進而可以實現連線池以及事務管理，並且以JNDI的形式，也能夠以非常方便的形式使用。

實現

核心架構

關於資料來源有以下幾個核心的介面

CommonDataSource介面定義了 DataSource、XADataSource 和 ConnectionPoolDataSource 之間公用的方法。

DataSource 是官方定義的獲取 connection 的介面， ConnectionPoolDataSource 是官方定義的從 connection pool 中拿 connection 的介面，XADataSource是定義的用來獲取分散式事務連線的介面

也就是分為了三個方向，基本實現，連線池，事務

對於ConnectionPoolDataSource的使用方案應該是下面所示

對於Connection Pool的實現，藉助於ConnectionPoolDataSource，進而獲取PooledConnection ，然後獲取連線，這是一種標準做法

但是有的時候事情的發展或許並不一定如規劃的那般發展

很多的工具類僅僅實現DataSource了，也一併實現連線池以及事務的能力，介面就在那裡，我直接實現一個強大的實現類，也沒什麼問題

DataSource

這是一個工廠物件，用於提供到此 DataSource 物件所表示的物理資料來源的連線。

作為 DriverManager 工具的替代項，DataSource 物件是獲取連線的首選方法。

實現 DataSource 介面的物件通常在基於 JavaTM Naming and Directory Interface (JNDI) API 的命名服務中註冊。

DataSource 介面由驅動程式供應商實現。共有三種型別的實現：

基本實現 - 生成標準的 Connection 物件
連線池實現 - 生成自動參與連線池的 Connection 物件。此實現與中間層連線池管理器一起使用。
分散式事務實現 - 生成一個 Connection 物件，該物件可用於分散式事務，大多數情況下總是參與連線池。此實現與中間層事務管理器一起使用，大多數情況下總是與連線池管理器一起使用。

DataSource 物件的屬性在必要時可以修改。

例如，如果將資料來源移動到另一個伺服器，則可更改與伺服器相關的屬性。其優點在於，由於可以更改資料來源的屬性，所以任何存取該資料來源的程式碼都無需更改。

通過 DataSource 物件存取的驅動程式本身不會向 DriverManager 註冊。

通過lookup操作獲取 DataSource 物件，然後使用該物件建立 Connection 物件。

使用基本的實現，通過 DataSource 物件獲取的連線與通過 DriverManager 設施獲取的連線相同。

資料來源的實現必須提供public的無參的建構函式。

API

DataSource只有兩個方法（確切的說是一個方法的兩個過載版本），用於建立與此 DataSource 物件所表示的資料來源的連線。

Connection getConnection()
Connection getConnection(String username, String password)

小結

DriverManager用於管理驅動程式並且提供資料庫的直連，頻繁的建立和消耗連線增加系統大量開銷，並且將資料庫連線直接暴露。

資料來源的概念就是為了在應用程式和DriverManager建立的資料庫直接連線之間插入一箇中間層

藉助於中間層，應用程式與資料庫的連線兩者之間完成了解耦，也能夠對資料庫的真實連線進行隱藏；

一旦解耦，通過中間層間接呼叫，類似代理模式，就可以新增更多的服務---連線池以及分散式事務。

資料來源相關介面有三個，但是很多是僅僅實現了DataSource介面

而對於連線池本質就是一個容器，負責管理建立好的資料庫連線。

連線池與資料來源邏輯上是兩回事，但是在實現層面的程式碼中DataSource的實現類往往都具有了連線池以及連線池管理方面的功能。

所以有些時候，DataSource到底是理解成資料來源？還是javax.sql.DataSource？還是指的一個實現？還是一個實現了資料庫連線池的實現？（經常一個實現了DataSource的並且提供了連線池功能的實現，會被叫做資料庫連線池）

應用

Java作為一種廣泛使用的開發語言，自然不需要我們自己實現DataSource，一些大廠已經幫我們實現了

比如：DBCP ，C3P0 ，druid

下面的三張圖展示了類繼承結構，可以看得出來他們實現的介面

目前推薦使用ALI的Druid，http://druid.io/

maven中央倉庫: http://central.maven.org/maven2/com/alibaba/druid/

Druid是一個開源專案，原始碼託管在github上，原始碼倉庫地址是 https://github.com/alibaba/druid。

Wiki首頁：

https://github.com/alibaba/druid/wiki/%E5%B8%B8%E8%A7%81%E9%97%AE%E9%A2%98

與其他主流對比

https://github.com/alibaba/druid/wiki/%E5%90%84%E7%A7%8D%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%BA%93%E8%BF%9E%E6%8E%A5%E6%B1%A0%E5%AF%B9%E6%AF%94

資料庫連線池範例

如下一個簡單的演示

package jdbc;
import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource;
import com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.Statement;
import org.apache.commons.dbcp2.BasicDataSource;
public class MyDataSource {
  public static void main(String[] args) throws Exception {
      String user = "root";
      String password = "123456";
      String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/sampledb?useUnicode=true&characterEncoding=utf-8";
      //1.獲取連線
      // Connection conn = getDHCPConnection(user,password,url);
      //Connection conn = getC3P0Connection(user,password,url);
      Connection conn = getDruidConnection(user, password, url);
      String sql = "select * from student limit 0,10";
      //2、獲得sql語句執行物件
      Statement stmt = conn.createStatement();
      //3、執行並儲存結果集
      ResultSet rs = stmt.executeQuery(sql);
      //4、處理結果集
      while (rs.next()) {
      System.out.print("id:" + rs.getInt(1));
      System.out.print(",姓名:" + rs.getString(2));
      System.out.print(",年齡:" + rs.getInt(3));
      System.out.println(",性別:" + rs.getString(4));
      }
      conn.close();
      stmt.close();
      rs.close();
}
public static Connection getDruidConnection(String user, String password, String url)
throws Exception {
    DruidDataSource ds = new DruidDataSource();
    ds.setUsername(user);
    ds.setPassword(password);
    ds.setUrl(url);
    ds.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
    return ds.getConnection();
    }
public static Connection getC3P0Connection(String user, String password, String url)
throws Exception {
    ComboPooledDataSource cpds = new ComboPooledDataSource();
    cpds.setUser(user);
    cpds.setPassword(password);
    cpds.setJdbcUrl(url);
    cpds.setDriverClass("com.mysql.jdbc.Driver");
    return cpds.getConnection();
    }
public static Connection getDHCPConnection(String user, String password, String url)
throws Exception {
        BasicDataSource dataSource = new BasicDataSource();
        dataSource.setUsername(user);
        dataSource.setPassword(password);
        dataSource.setUrl(url);
        dataSource.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
        Connection connection = dataSource.getConnection();
        return connection;
    }
}

總結

資料來源作為DriverManager的替代者，用於獲取資料庫連線，你應該總是使用DataSource

DataSource是應用程式與資料庫連線的一個抽象的中間層，是一個介面

對於DataSource已經有了很多優秀的實現，其中較為突出的為Druid，建議使用，Druid不僅僅提供了連線池的功能還提供了其他比如監控等功能，非常強大。

對於資料來源的應用，除了使用者名稱密碼url還有其他的一些屬性資訊，比如最大連線數，建立連線的最大等待時間等，不同的連線池略微有出入，可以檢視手冊。

對於DataSource的一些實現，經常被叫做資料庫連線池，比如Druid官方檔案中說“Druid是Java語言中最好的資料庫連線池“，本質核心就是DataSource的一個實現類，作為中間層使用，並且基本上都提供了附帶的其他的服務，也就是說不僅僅實現了核心建築，也基於核心之上構建了很多的外圍建設。

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