數據庫開發 - 數據庫鏈接池

#數據庫鏈接池 ##創建鏈接 經過conncetion = DrvierManager.getConnection()獲取數據庫鏈接，這段代碼經過對應的JDBC驅動，完成了客戶端與服務器的大量交互。因爲數據庫鏈接通過4次，才能鏈接成功。則在複雜的網絡環境下，創建數據鏈接的網絡開銷比較高。 ###MySQL獲取數據庫鏈接

• 1.請求創建鏈接
  MySQL客戶端向MySQL服務器發起請求創建鏈接
• 2.發送隨機密碼種子
  服務器端會隨機生成一組密碼種子返回給客戶端
• 3.發送加密密碼
  客戶端利用密碼種子和鏈接數據庫的密碼，按照約定的加密算法，能夠計算獲得加密的密碼，而後在將這個密碼發送到MySQL服務器端進行驗證
• 4.鏈接創建成功
  MySQL服務器通過對加密密碼的驗證，鏈接創建成功

##多線程數據庫訪問 在實際業務場景中，多個用戶訪問Java應用程序，咱們會啓動線程去處理用戶請求，若是要訪問數據庫，則咱們須要建立connection對象，創建到後端數據庫的物理鏈接，在SQL執行結束以後，隨着close方法結束，數據庫鏈接被銷燬，線程也會被釋放。

當用戶再次訪問時，會重複這個過程，這個過程花費大量的時間創建鏈接。

##鏈接複用 因爲創建鏈接須要花費大量時間，咱們可使用數據庫鏈接池對鏈接進行重複使用。每一個線程在使用數據庫鏈接後並非當即銷燬。而是把數據庫鏈接交給下一個須要訪問數據庫的線程。多個線程共用相同的物理鏈接。實現鏈接的複用。
咱們以鏈接池的形式來管理數據庫鏈接，每一個須要訪問數據庫的線程，須要從鏈接池中租借數據庫鏈接。使用完畢之後，在歸還給鏈接池，這樣咱們就能夠實現鏈接的重複使用。避免每次訪問數據庫都要創建數據庫鏈接。
咱們從建立數據庫鏈接改變爲租借數據庫鏈接！

##創建鏈接 鏈接池存在的第二個重要緣由，數據庫服務端在處理咱們的數據庫請求時，都會在服務器端分配必定的資源，好比說內存用來保存數據庫查詢的結果。在請求處理結束之後，這些資源也會被釋放，服務器端的資源老是有限的，不可能無限制的去分配。當同時有多個數據庫請求去訪問數據庫時，服務器端可以處理的鏈接數是有限制的。當超過最大可分配的資源時，就會出現服務器宕機的問題。爲了限制併發訪問的鏈接數。數據庫服務器端通常會設置最大鏈接數。若是超過最大鏈接數，就會拋出too many connection的異常。

##限制鏈接 雖然服務器端作了必要的保護限制，可是對於應用程序，一方面服務器端直接拋SQL服務異常，對Java程序的處理不夠友好。Java程序必需要捕獲這些異常，進行異常處理。第二點，咱們也不該當僅僅依靠服務器的最大鏈接數限制。咱們應當在數據庫訪問客戶端的時候，就實現這種限制。必須被有序可控的被線程使用。一旦發生異常，咱們也多了一種保護手段。
因此咱們須要在Java客戶端程序就實現業務線程排隊獲取數據庫練級。同時獲取數據庫鏈接的線程數，起到限流對後端數據庫保護的措施。同時鏈接數過多，對後端數據庫的性能形成嚴重的影響。應爲鏈接數的增多，後端數據庫就會存在更多的鎖的衝突與檢測。加大數據庫服務器端資源的消耗。咱們應當保證應用程序可控獲取數據庫鏈接。

##鏈接池 使用鏈接池兩個最重要的緣由：

鏈接池實際上就是一組Java Jar包，介於Java應用程序與JDBC數據庫物理鏈接之間。負責幫助應用程序管理JDBC鏈接。經過鏈接池暴露的接口，鏈接池能夠獲取數據庫鏈接，使用完畢後，將數據庫鏈接歸還給數據庫鏈接池。

鏈接池對JDBC進行有效的管理。當鏈接不足時，會自動建立鏈接。在空閒的鏈接比較多的時候，會自動的銷燬連接。在多個線程同時去獲取數據庫鏈接時，鏈接池還提供排隊等待的功能。可以保證應用程序可以有序的獲取數據庫鏈接。

##鏈接池DBCP

DBCP鏈接池是Apache開源的Java鏈接池項目，同時是Tomcat鏈接池組件。同時在互聯網企業中，應用最爲普遍。DBCP鏈接池包括三個Java Jar包。

##DBCP官網 Apache Commons
DBCP

能夠從Apache官方網站下載Java Jar包，也能夠在mvnrepo網站下載。注意：DBCP三個Jar都是必須的。

##建立鏈接池對象 DBCP鏈接池使用叫作BasicDataSource對象來表示一個鏈接池。首先咱們要建立BasicDataSource對象，因爲JDBC鏈接池只是JDBC鏈接的管理單位。底層數據庫訪問依然經過JDBC鏈接實現。因此咱們必需要告訴DBCP必要的信息，才能讓DBCP去幫助咱們去建立鏈接，這些信息與咱們去建立JDBC鏈接的信息是一致的。

##DBCP初始化

public static BasicDataSource basicDataSource = null;

    public final static String JDBC_DRIVER = "com.mysql.jdbc.Driver";
    public final static String DB_URL = "jdbc:mysql://192.168.1.200/test";
    public final static String USER = "root";
    public final static String PASSWORD = "dVHJtG0T:pf*";

    public void init()
    {
        basicDataSource = new BasicDataSource();
        basicDataSource.setUrl(DB_URL);
        basicDataSource.setDriverClassName(JDBC_DRIVER);
        basicDataSource.setUsername(USER);
        basicDataSource.setPassword(PASSWORD);
    }

##獲取數據庫鏈接
咱們能夠注意到，這裏除了獲取鏈接外，和JDBC代碼方式沒有任何區別。

Connection connection = null;
        Statement statement = null;
        ResultSet resultSet = null;
        try {
            connection = basicDataSource.getConnection();

            statement = connection.createStatement();
            resultSet = statement.executeQuery("SELECT * FROM user");

            while(resultSet.next())
            {
                String username = resultSet.getString("UserName");
                System.out.println("[UserName]:" + username);
            }

        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        finally {
            try {
                resultSet.close();
                statement.close();
                connection.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }

##高級配置 在實際開發過程當中，咱們還會去設置一些鏈接數據庫的參數，來幫助咱們優化鏈接池，提升數據庫訪問的性能。

• setInitialSize()
  當咱們應用第一次訪問數據庫時，會發生很慢的狀況。這是因爲數據庫鏈接池中沒有數據庫鏈接。須要去建立鏈接，此過程須要花費較多的時間。當鏈接建立好之後，後續的數據庫訪問就不會再去建立數據庫鏈接。速度相對較快。InitialSize就是隻在數據庫鏈接池建立時，預製一些數據庫鏈接。來保證應用程序第一次訪問時，鏈接池中就有必定數量的數據庫鏈接。第一次訪問就不會變的很慢。能夠經過InitialSize設置鏈接池預製的鏈接數。通常設置成預期業務訪問量，是比較合適的。
• setMaxTotal()
  當鏈接池中沒有空閒的鏈接，又有線程須要去訪問數據庫時，鏈接池此時會建立一個新的數據庫鏈接。可是此時，鏈接數已經達到了MaxTotal設定的最大值。則鏈接池就不會爲等待線程新建數據庫鏈接。而是強制讓該線程進入等待隊列。直到有其餘線程歸還數據庫鏈接，再進行分配。MaxTotal起到限流保護數據庫的做用，進入隊列的線程不可能無限制的等待。
• setMaxWaitMillis()
  經過設置MaxWaitMillis來設置隊列線程最大的等待時間，若是超過等待時間，則會獲得SQLExecption異常。
• setMaxIdle()
  當應用程序使用完線程鏈接之後，將鏈接歸還給鏈接池，若是此時空間鏈接池超過了MaxIdle的值時，則鏈接池會自動銷燬這個數據庫鏈接。這樣減小後端數據庫的鏈接數，減小資源的損耗。

• setMinIdle()
  固然如何鏈接池中的空閒鏈接低於MinIdle時，則會自動觸發和建立數據庫鏈接。來保證鏈接池有足夠的鏈接被租借。通常來講，咱們爲了不數據庫鏈接池頻繁的建立和銷燬鏈接。建議吧MinIdle和MaxIdle設置爲相同的值。

##DBCP按期檢查 數據庫服務爲了釋放，空閒等待的資源，默認會關閉超過必定時間閾值的數據庫鏈接。MySQL數據庫服務器端默認會關閉時間超過，8個小時的鏈接。可是這時，數據庫鏈接池端並不知道數據庫鏈接被關閉。當線程向數據庫鏈接池租借數據庫鏈接時，鏈接池會將失效的數據庫鏈接，租借給應用程序。線程在使用這樣的數據庫鏈接，就會拋出SQLException異常。爲了防止以上狀況發生，儘可能保持數據庫鏈接池鏈接的有效性。則按期對數據庫鏈接池的空閒鏈接的時間進行檢查。在服務器端關閉鏈接以前，咱們保證，會把這個鏈接銷燬掉，在建立新的鏈接。來保證線程到數據庫鏈接池租借的鏈接都是有效的。

• setTestWhileIdle(True)
  開啓按期檢查空間數據庫鏈接有效性
• setMinEvictableIdleTimeMillis()
  銷燬鏈接最小空閒時間，當鏈接的空間時間超過該值時，會被鏈接池自動的銷燬。建議：MinEvictabledleTimeMillis要小於數據庫服務器端自動關閉的預製時間，MySQL小於8個小時，咱們纔可以檢測空閒時間超過該值。才能保證主動關閉鏈接。
• setTimeBetweenEvictionRunsMillis()
  檢查運行時間的間隔

##驗證鏈接池有效 鏈接池幫助咱們起到限流的做用，實現鏈接的重複使用。對比使用鏈接池與JDBC的後端鏈接數。

咱們經過MySQLshow processlist來能夠看到線程數據庫鏈接的狀況。

若是啓動十個線程，則JDBC方式會啓動十個數據庫鏈接。 而若是使用數據庫鏈接池，限制數據庫鏈接數，則只有兩個數據庫鏈接。

##總結 使用數據庫鏈接提升數據庫訪問的效率。起到對後端數據庫進行限流保護的做用。