javastart
javastart

讲真，你真的懂JDBC吗？

讲真，你真的懂JDBC吗？

2017-10-19 07:12 王新栋  0   0  阅读 4


作者介绍

王新栋，从事京麦平台的架构设计与开发工作。熟悉各种开源软件架构，在web开发，架构优化上有较丰富的实战经历。有多年在NIO领域的设计、开发经验，对HTTP、TCP长连接技术有深入研究与领悟，目前主要致力于移动与PC平台网关技术的优化与实现。


数据库连接池在J2EE领域是一个不可缺失的组件，尽管Druid越来越流行，但是DBCP作为一个老牌的数据库连接池，一直在企业系统中默默奉献着自己。比如大部分系统还都是使用DBCP，那么我们还是很有必要对DBCP有一个熟悉的认识。


鉴于这样的需求，我根据相关资料，并结合自己的认知重新做了一个梳理，一来自己可以在以后的工作中回过头来温习，二来也希望能够帮助其它同学对DBCP以及涉及到的相关概念和知识（像超时机制、连接池原理等）有一个了解。众所周知，操作一个数据库的流程为：创建数据源，获得链接，构造statement，执行请求，下面我们逐步梳理总结。


一、相关概念复习 


在谈DBCP之前我们先来复习一下几个相关的概念：


  1   JNDI 


Java Naming and Directory Interface (JNDI)JNDI API被用于执行名字和目录服务。它提供了一致的模型来存取和操作企业级的资源。JNDI的api位于javax.naming包中，它的作用是可以把对象放到一个容器中(JNDI容器)，Java对象在这个容器中都有一个名称，程序则可以通过这个名称来获取对象，例如下面这样：



  2   JDBC 



Java数据库连接（Java Database Connectivity，简称JDBC），是Java语言中用来规范客户端应用程序（比如Web应用程序等如何访问关系型数据库的应用程序接口），提供了诸如查询和更新数据库中数据的方法。


JDBC驱动程序一共有四种类型：

  • 类型1-JDBC-ODBC桥

  • 类型2-本地API驱动

  • 类型3-网络协议驱动

  • 类型4-本地协议驱动


我们常用的是类型4-本地协议驱动，这种类型的驱动使用socket链接，直接在客户端和数据库之间进行通信。


优点是1-访问速度快 2-最直接，最纯粹的JAVA实现。
缺点是1-需要每个数据库厂商提供自己的JDBC驱动。2-需要针对不同的数据库使用不同的驱动程序。

JDBC的API在jdk的java.sql包中，扩展的内容在javax.sql包中。主要包括（斜体代表接口，需驱动程序提供者来具体实现）：


  • DriverManager：负责加载各种不同驱动程序（Driver），并根据不同的请求，向调用者返回相应的数据库连接（Connection）。

  • Driver：驱动程序，会将自身加载到DriverManager中去，并处理相应的请求并返回相应的数据库连接（Connection）。

  • Connection：数据库连接，负责进行与数据库间的通讯，SQL执行以及事务处理都是在某个特定Connection环境中进行的。可以产生用以执行SQL的Statement。

  • Statement：用以执行SQL查询和更新（针对静态SQL语句和单次执行）。

  • PreparedStatement：用以执行包含动态参数的SQL查询和更新（在服务器端编译，允许重复执行以提高效率）。

  • CallableStatement：用以调用数据库中的存储过程。

  • SQLException：代表在数据库连接的创建和关闭和SQL语句的执行过程中发生了例外情况（即错误）。


  3   DBCP数据库连接池和JDBC之间的关系 


数据库连接池负责创建(通过JDBC API)、管理、销毁数据库的连接。应用程序可以从数据库连接池中重复使用一个现有的连接，而不是重新创建一个。连接池，common-pool中的GenericObjectPool它负责缓存和管理连接；连接，这是是指PoolableConnection；连接池和连接一对多的关系。池化技术是通过commons-pool来实现的，每个连接是一个对象，换言之，是对象池的使用与管理。DBCP连接池是基于commons-pool这种对象池来实现的。


二、commons-pool的理解 


Apache commons-pool是一种对象池技术，我们使用的很多涉及池的场景一般都是基于该组件来实现的，DBCP数据库连接池也是基于commons-pool来实现的，因此我们先来了解下这种对象池技术。下图是对象池的对象生命周期流程图。



三、DBCP核心类图及序列图 


 BasicDataSource.java



 ConnectionFactory.java



 PoolingDataSource.java



 PoolingConnection.java



 Delegating.java



 AbandonedObjectPool.java



 创建数据源createDataSource



 创建连接getConnection



 创建statement prepareStatement




四、DBCP配置及使用 


DBCP是Apache下的一个开源数据库连接池，我们在使用时需要两个JAR文件，分别是commons-dbcp.jar(连接池的实现)和commons-pool.jar(连接池实现的依赖库)，不过我们在使用的时候只需要引入下面mvaen坐标，commons-pool是在commons-dbcp里面隐含引用了。


注意一点，就是从1.x升级到2.x的时候，由于DBCP的包路径已经变了，需要升级者修改局部代码。


    commons-dbcp

    commons-dbcp

    2.2


DBCP可以在应用程序中独立的使用，也可以与web应用服务器整合使用。


  1   Tomcat中使用 


比如Tomcat的连接池就是采用该连接池来实现的。如下：



  2   应用程序中独立使用 



更多配置请参照

https://commons.apache.org/proper/commons-dbcp/configuration.html


五、连接超时机制 


对网络资源访问时，超时设置是必须的。没有超时的保护，一旦依赖资源发生故障或者网络故障，就会引起线程堆积，甚至发生雪崩。


  1   超时层级 



从这张图中我们也能够看出DBCP并不参与数据库超时的处理，它只负责管理连接。根据上图我们可以看到超时有一个依赖层级，上层超时依赖下层超时。依次为：事务超时->Statement超时->JDBC Driver socket超时->操作系统超时。


  事务超时


事务是应用层级的概念，我们知道事务是有一组SQL执行单元组成的。那么事务超时的时间阈值，实际是Statement超时N个需要执行的Statement数量。比如一个事务里面有3条Statement，每条Statement的执行时间是50MS，其它业务上的逻辑执行时间+框架执行时间未100ms，那么最终事务的超时时间为：350+100=250ms。


  statement超时


用来限制SQL语句的执行时间，通过setQueryTimeout(int timeout)来设置，不过现在大都是ibatis了，可以通过 SqlMapConfig.xml 中的 setting 属性defaultStatementTimeout 来设置全局的 statement 超时缺省值，还可以在每个sql.xml文件中，根据业务实际需要来设置