数据库连接池技术在目前我们Java开发项目中用的非常多，但是实际上很多大学及IT培训机构对于数据库连接池只是教学生如何去使用，至于为什么需要使用数据库连接池以及行业常用的连接池产品的比较及差异，很少涉及。今天我根据自己平时教研工作的心得，想在这里跟大家分享一下我对数据库连接池的看法和体会，如果有不当之处，请各位网友留言指正，谢谢！

今天我们从以下几个点去和大家分享一下数据库连接池的相关知识

1、为什么需要数据库连接池？

2、数据库连接池应该如何设计？

3、站在设计者角度纯手工打造一个连接池

4、互联网大厂对连接池如何选型？

一、为什么需要数据库连接池

常规的Java访问数据库的操作

我们都知道，Java访问数据库的操作，一般都是使用JDBC技术。大致代码流程如下：

（1）注册驱动 (只做一次)

（2）建立连接(Connection)

（3）创建执行SQL的语句(Statement)

（4）执行语句

（5）处理执行结果(ResultSet)

（6）释放资源

问题：JDBC操作数据库有什么问题吗？

分析如下：

首先，每一次web请求都要建立一次数据库连接。建立连接是一个非常费时的活动，每次都得花费0.05s～1s的时间，而且系统还要额外分配内存资源。这个时间对于一次或几次数据库操作，或许感觉不出系统有多大的开销。可是对于现在的web应用，尤其是大型电子商务网站，同时有几千人甚至几万人在线是很正常的事。在这种情况下，频繁的进行数据库连接操作势必占用很多的系统资源，网站的响应速度必定下降，严重的甚至会造成服务器的崩溃。不是危言耸听，这就是制约某些电子商务网站发展的技术瓶颈问题。

其次，对于每一次数据库连接，使用完后都得断开。否则，如果程序出现异常而未能关闭，将会导致数据库系统中的内存泄漏，最终将不得不重启数据库。还有，这种方式不能控制被创建的连接对象的数量，系统资源会被毫无顾及的分配出去，如果连接过多，也可能导致内存泄漏，服务器崩溃。

例如：商品查询案例，如果同时有10000人访问，就会不断的有数据库连接创建、断开操作：

问题总结

（1）数据库连接资源很稀缺，每次创建和关闭都非常耗时。一般情况下，我们尽量遵循数据库连接的使用原则：尽量晚创建，尽量早释放。

（2）每次数据库连接使用完后要及时手动关闭回收资源，如果程序运行中间出现异常，导致连接没有及时关 闭，将有可能导致内存泄漏，服务器崩溃。

（3）这种方式，不能控制被创建的连接对象的数量，也就是说，你可以创建无数个连接对象。没有谁去约束限制，对象太多，导致内存泄漏，服务器崩溃。

思考：基于以上问题，我们该如何解决呢？

二、数据库连接池的原理及分析

技术演进出来的数据库连接池

通过上面的分析，我们可以看出来，“数据库连接”是一种稀缺的资源（尽量晚创建，尽量早释放），为了保障网站的正常使用，应该必须要对其进行妥善管理。其实我们查询完数据库后，如果不关闭连接，而是暂时存放起来，当别人使用时，把这个连接给他们使用。就避免了一次建立数据库连接和断开的操作时间消耗。原理如下：

由上面的分析可以看出，问题的根源就在于对数据库连接资源的低效管理。我们知道，对于共享资源，有一个很著名的设计模式：资源池（resource pool）。该模式正是为了解决资源的频繁分配﹑释放所造成的问题。为解决上述问题，可以采用数据库连接池技术。数据库连接池的基本思想就是为数据库连接建立一个“缓冲池”（理解为集合）。预先在缓冲池中放入一定数量的连接，当需要建立数据库连接时，只需从“缓冲池”中取出一个，使用完毕之后再放回去。我们可以通过设定连接池最大连接数来防止系统无尽的与数据库连接。更为重要的是我们可以通过连接池的管理机制监视数据库的连接的数量使用情况及状态，为系统开发﹑测试及性能调整提供依据。

经过上面分析，我们现在应该对数据库连接池存在的意义有一定的了解了吧！接下来我们模拟手写数据库连接池玩一下，那如何写代码呢？

三、手写数据库连接池的实现

分析数据库连接池的特点及代码思路

数据库连接池的需要考虑的几个参数：

（1）缓冲池里面初始化放多少个连接对象比较好？

（2）连接池的最大连接数该如何设定？

注意：我们今天暂时不考虑初始化数量的设置，因为这是另外一个话题。我们的示例默认给初始化数量为3，最大为6个连接对象。

参考如下代码

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.LinkedList;

public class DBPool {
	private int init_count = 3; // 初始化连接数目
	private int max_count = 6; // 最大连接数
	private int current_count = 0; // 记录当前使用连接数
	// 连接池 （存放所有的初始化连接）
	private LinkedList<Connection> pool = new LinkedList<Connection>();

	// 1. 构造函数中，初始化连接放入连接池
	public DBPool() {
		// 初始化连接
		for (int i = 0; i < init_count; i++) {
			// 记录当前连接数目
			current_count++;
			// 创建原始的连接对象
			Connection con = createConnection();
			// 把连接加入连接池
			pool.addLast(con);
		}
	}

	// 2. 创建一个新的连接的方法
	private Connection createConnection() {
		try {
			Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
			// 原始的目标对象
			final Connection con = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql:///test", "root", "123456");
			/********** 对con对象代理 **************/
			// 对con创建其代理对象
			Connection proxy = (Connection) Proxy.newProxyInstance(con.getClass().getClassLoader(), // 类加载器
					// con.getClass().getInterfaces(), // 当目标对象是一个具体的类的时候
					new Class[] { Connection.class }, // 目标对象实现的接口
					new InvocationHandler() { // 当调用con对象方法的时候， 自动触发事务处理器
						@Override
						public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
							// 方法返回值
							Object result = null;
							// 当前执行的方法的方法名
							String methodName = method.getName();
							// 判断当执行了close方法的时候，把连接放入连接池
							if ("close".equals(methodName)) {
								System.out.println("begin:当前执行close方法开始！");
								// 连接放入连接池 (判断..)
								pool.addLast(con);
								System.out.println("end: 当前连接已经放入连接池了！");
							} else {
								// 调用目标对象方法
								result = method.invoke(con, args);
							}
							return result;
						}
					});
			return proxy;
		} catch (Exception e) {
			throw new RuntimeException(e);
		}
	}

	// 3. 获取连接
	public Connection getConnection() {
		// 3.1 判断连接池中是否有连接, 如果有连接，就直接从连接池取出
		if (pool.size() > 0) {
			return pool.removeFirst();
		}
		// 3.2 连接池中没有连接： 判断，如果没有达到最大连接数，创建；
		if (current_count < max_count) {
			// 记录当前使用的连接数
			current_count++;
			// 创建连接
			return createConnection();
		}
		// 3.3 如果当前已经达到最大连接数，抛出异常
		throw new RuntimeException("当前连接已经达到最大连接数目 ！");
	}

	// 4. 释放连接
	public void realeaseConnection(Connection con) {
		// 4.1 判断： 池的数目如果小于初始化连接，就放入池中
		if (pool.size() < init_count) {
			pool.addLast(con);
		} else {
			try {
				// 4.2 关闭
				current_count--;
				con.close();
			} catch (SQLException e) {
				throw new RuntimeException(e);
			}
		}
	}

	public static void main(String[] args) throws SQLException {
		DBPool pool = new DBPool();
		System.out.println("当前连接: " + pool.current_count); // 3
		// 使用连接
		pool.getConnection();
		pool.getConnection();
		Connection con4 = pool.getConnection();
		Connection con3 = pool.getConnection();
		Connection con2 = pool.getConnection();
		Connection con1 = pool.getConnection();
		// 释放连接, 连接放回连接池
		// pool.realeaseConnection(con1);
		/*
		 * 希望：当关闭连接的时候，要把连接放入连接池！
     【当调用Connection接口的close方法时候，希望触发pool.addLast(con );操作】 
     把连接放入连接池
     解决1：实现Connection接口，重写close方法 
     解决2：动态代理
		 */
		con1.close();
		// 再获取
		pool.getConnection();
		System.out.println("连接池：" + pool.pool.size()); // 0
		System.out.println("当前连接: " + pool.current_count); // 3
	}
}

当然，以上示例代码，我们只是模拟，实际上，数据库连接池还需要考虑其他问题，如下：

1、并发问题

为了使连接管理服务具有最大的通用性，必须考虑多线程环境，即并发问题。这个问题相对比较好解决，因为java语言自身提供了对并发管理的支持，使用synchronized关键字即可确保线程是同步的。使用方法为直接在类方法前面加上synchronized关键字，如：

publicsynchronized connection getconnection()

2、多数据库服务器和多用户

对于大型的企业级应用，常常需要同时连接不同的数据库（如连接oracle和sybase）。如何连接不同的数据库呢？我们采用的策略是：设计一个符合单例模式的连接池管理类，在连接池管理类的唯一实例被创建时读取一个资源文件，其中资源文件中存放着多个数据库的url地址等信息。根据资源文件提供的信息，创建多个连接池类的实例，每一个实例都是一个特定数据库的连接池。连接池管理类实例为每个连接池实例取一个名字，通过不同的名字来管理不同的连接池。

对于同一个数据库有多个用户使用不同的名称和密码访问的情况，也可以通过资源文件处理，即在资源文件中设置多个具有相同url地址，但具有不同用户名和密码的数据库连接信息。

3、事务处理

我们知道，事务具有原子性，此时要求对数据库的操作符合“all-all-nothing”原则即对于一组sql语句要么全做，要么全不做。

在java语言中，connection类本身提供了对事务的支持，可以通过设置connection的autocommit属性为false 然后显式的调用commit或rollback方法来实现。但要高效的进行connection复用，就必须提供相应的事务支持机制。可采用每一个事务独占一个连接来实现，这种方法可以大大降低事务管理的复杂性。

4、连接池的分配与释放

连接池的分配与释放，对系统的性能有很大的影响。合理的分配与释放，可以提高连接的复用度，从而降低建立新连接的开销，同时还可以加快用户的访问速度。

对于连接的管理可使用空闲池。即把已经创建但尚未分配出去的连接按创建时间存放到一个空闲池中。每当用户请求一个连接时，系统首先检查空闲池内有没有空闲连接。如果有就把建立时间最长（通过容器的顺序存放实现）的那个连接分配给他（实际是先做连接是否有效的判断，如果可用就分配给用户，如不可用就把这个连接从空闲池删掉，重新检测空闲池是否还有连接）；如果没有则检查当前所开连接池是否达到连接池所允许的最大连接数（maxconn）如果没有达到，就新建一个连接，如果已经达到，就等待一定的时间（timeout）。如果在等待的时间内有连接被释放出来就可以把这个连接分配给等待的用户，如果等待时间超过预定时间timeout 则返回空值（null）。系统对已经分配出去正在使用的连接只做计数，当使用完后再返还给空闲池。对于空闲连接的状态，可开辟专门的线程定时检测，这样会花费一定的系统开销，但可以保证较快的响应速度。也可采取不开辟专门线程，只是在分配前检测的方法。

5、连接池的配置与维护

连接池中到底应该放置多少连接，才能使系统的性能最佳？系统可采取设置最小连接数（minconn）和最大连接数（maxconn）来控制连接池中的连接。最小连接数是系统启动时连接池所创建的连接数。如果创建过多，则系统启动就慢，但创建后系统的响应速度会很快；如果创建过少，则系统启动的很快，响应起来却慢。这样，可以在开发时，设置较小的最小连接数，开发起来会快，而在系统实际使用时设置较大的，因为这样对访问客户来说速度会快些。最大连接数是连接池中允许连接的最大数目，具体设置多少，要看系统的访问量，可通过反复测试，找到最佳点。

如何确保连接池中的最小连接数呢？有动态和静态两种策略。动态即每隔一定时间就对连接池进行检测，如果发现连接数量小于最小连接数，则补充相应数量的新连接以保证连接池的正常运转。静态是发现空闲连接不够时再去检查。

四、商业数据库连接池的简介

常用的主流开源数据库连接池有C3P0、DBCP、Tomcat Jdbc Pool、BoneCP、Druid等

以下是我结合各个Java技术同行老鸟的总结，整理的这几个数据库连接池产品的比较

C3p0: 开源的JDBC连接池，实现了数据源和JNDI绑定，支持JDBC3规范和JDBC2的标准扩展。目前使用它的开源项目有Hibernate、Spring等。单线程，性能较差，适用于小型系统，代码600KB左右。

DBCP (Database Connection Pool):由Apache开发的一个Java数据库连接池项目， Jakarta commons-pool对象池机制，Tomcat使用的连接池组件就是DBCP。单独使用dbcp需要3个包：common-dbcp.jar,common-pool.jar,common-collections.jar，预先将数据库连接放在内存中，应用程序需要建立数据库连接时直接到连接池中申请一个就行，用完再放回。单线程，并发量低，性能不好，适用于小型系统。

Tomcat Jdbc Pool：Tomcat在7.0以前都是使用common-dbcp做为连接池组件，但是dbcp是单线程，为保证线程安全会锁整个连接池，性能较差，dbcp有超过60个类，也相对复杂。Tomcat从7.0开始引入了新增连接池模块叫做Tomcat jdbc pool，基于Tomcat JULI，使用Tomcat日志框架，完全兼容dbcp，通过异步方式获取连接，支持高并发应用环境，超级简单核心文件只有8个，支持JMX，支持XA Connection。

BoneCP：官方说法BoneCP是一个高效、免费、开源的Java数据库连接池实现库。设计初衷就是为了提高数据库连接池性能，根据某些测试数据显示，BoneCP的速度是最快的，要比当时第二快速的连接池快25倍左右，完美集成到一些持久化产品如Hibernate和DataNucleus中。BoneCP特色：高度可扩展，快速；连接状态切换的回调机制；允许直接访问连接；自动化重置能力；JMX支持；懒加载能力；支持XML和属性文件配置方式；较好的Java代码组织，100%单元测试分支代码覆盖率；代码40KB左右。

Druid：

DRUID是阿里巴巴开源平台上一个数据库连接池实现，它结合了C3P0、DBCP、PROXOOL等DB池的优点，同时加入了日志监控，可以很好的监控DB池连接和SQL的执行情况，可以说是针对监控而生的DB连接池(据说是目前最好的连接池,不知道速度有没有BoneCP快)。

Druid（阿里）是Java语言中最好的数据库连接池，Druid能够提供强大的监控和扩展功能，是一个可用于大数据实时查询和分析的高容错、高性能的开源分布式系统，尤其是当发生代码部署、机器故障以及其他产品系统遇到宕机等情况时，Druid仍能够保持100%正常运行。主要特色：为分析监控设计；快速的交互式查询；高可用；可扩展；Druid是一个开源项目，源码托管在github上。

从目前培训机构和软件公司的使用情况来看，培训机构更多的是喜欢使用C3p0来给学生讲解数据库连接池的技术，而企业里面，更喜欢使用Druid来作为数据库连接池的首选实现方案。

好啦！由于篇幅的问题，我暂且写到这里，下次我就跟大家好好分享一下，关于连接池参数的设置，该如何设置才是合理的呢？！