tomcat-jdbc Pool 源码实现简单分析

本文主要是介绍tomcat-jdbc Pool 源码实现简单分析，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

本文转自： http://www.jianshu.com/p/a21ec8dd0bd0
有部分改动

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什么是连接池？

池，不由自主的会想到水池。

小时候，我们都要去远处的水井挑水，倒进家中的水池里面。这样，每次要用水时，直接从水池中「取」就行了。不用大老远跑去水井打水。

数据库连接池就如此，我们预先准备好一些连接，放到池中。当需要时，就直接获取。而不要每次跟数据库建立一个新的连接。特别对数据库连接这类耗时，耗资源的操作。当连接用完后，再放回池中，供后续使用。

连接池的作用？

避免多次去创建资源。
例如，创建新的数据库连接，500ms轻轻松松就消耗了。建立TCP连接，数据库账号验证等等。这性能消耗起来，可是非常大的。

在稍大的系统内，连接池是必备的。同时，对技术人员要求，对连接池的掌握也是必须的。

tomcat-jdbc-pool的特色

基于jdk1.5后的并发实现。代码简洁，精练。核心的类就2，3个。
对池的控制就在 org.apache.tomcat.jdbc.pool.ConnectionPool 中搞定。

先前有简单看过 dbcp1.x, c3p0等等，代码量真不少，逻辑复杂。
想熟悉池的设计，可以仔细读读tomcat-jdbc-pool，非常快速的入手。在dbcp2的实现时，跟tomcat-jdbc-pool思路一致（完全copy的版本）

对于连接池来说，最基本的特点就是：

• 有一定的容量，及已经创建好的对象
• 有「借」有「还」操作的接口

池中「借出」连接是怎么个过程？

在jdbc-pool设计有2队列，分别为busy和idle，存储「正在使用」和「空闲」的连接。都采用ArrayBlockingQueue以保证线程安全。

当有请求「借」的动作过来时，从idle中poll一个连接，然后将该连接再offer至busy队列中。这是最基本最纯净的思路。

当idle连接不够时，内部会再去创建新的连接返回给客户端。

但是，做为「池」必须的职责之一是控制总量，不会任你去增长。

那么，有意思来了，他是怎么控制总量的咧？

我们可以通俗点称『占坑法』（tomcat中也有不少场景采用这方式）。

首先池中有维护连接数总量「计数器」（采用AtomicInteger保证线程安全，每次新增或销毁都会变更）。

『占坑法』就在每次要新创建连接池，先总量计数器+1（占位），再比较是否达到配置的池的最大连接数。如果没有达到，则创建新的；如果已达到了，则等待现有连接释放，再取走。

有点类似，大学时先用本书去抢位置占着。

大致实现代码【已经对源码简化】如下：

public class ConnectionPool {//连接数的总量private AtomicInteger size = new AtomicInteger(0);//所有正在使用中的连接private BlockingQueue<PooledConnection> busy;//所有空闲的连接private BlockingQueue<PooledConnection> idle;PooledConnection con = idle.poll();//while (true) {if (con != null) {//如果从空闲连接队列中取出的连接不为空//把这个连接加入正在使用中的连接列表，***并返回busy.offer(con);//这简化了，在源码中这儿会对连接进行校验、检查或进行连接。return con;}//下面判断空闲连接队列中取出的连接为空的情况//没有超出连接总数if (size.get() < getPoolProperties().getMaxActive()) {//占坑神技 if (size.addAndGet(1) > getPoolProperties().getMaxActive()) {//超出连接总数//既然没了，那数量也减回去//再去等待其他连接归还回来size.decrementAndGet();} else {//新建一个物理连接return createConnection(now, con, username, password);}}//等待一定时间timetowait后，再次从空闲连接队列中取出的连接，循环执行上面过程con = idle.poll(timetowait, TimeUnit.MILLISECONDS);}}}

用完后「归还」连接是怎么个过程？

大致思路跟「借」操作相反落。当然是无视那些「善后」的工作，只关注资源的管理。

但是，做为连接池必须的职责之一，并不真实的断开与数据库的连接。而只是放至idle队列中，供客户端下次再使用。如果有需要或必要肯定会释放，技巧所在。

大致代码如下：

protected void returnConnection(PooledConnection con) {if (con != null) {try {con.lock();if (busy.remove(con)) {//跟允许的最大空闲数比较if(idle.size() < poolProperties.getMaxIdle()) {idle.offer(con);//源码中调用release//会根据配置项执行一些校验，例如：testOnReturn为true，则在回收时检查连接是否正常//release(con); }} catch(Exception e) {//.... } finally {con.unlock();}} //end if
}

当长时间运行后，怎么回收无效的连接？

这是连接池必备的功能之一，类似检查死链或者释放自身过多的资源。比如，在高并发过后，对资源消耗量少时，就释放些不再使用的数据库连接（真实断开），维护合理的空格数量。【*** 连接池的minIdle定义了这个数量】

看到这应用场景就自然想到，通过后台线程定时扫描。

「对的，就是这样子。」

同样在ConnectionPool这个类文件中的PoolCleaner类。写在同个类文件中，便于用this进行传递数据。不用再去构造个复杂的ConnectionPool对象。

直接上代码，「好代码」就是最好的描述。

public class ConnectionPool {/*** Initialize the connection pool - called from the constructor*/protected void init(PoolConfiguration properties) throws SQLException {initializePoolCleaner(properties);}public void initializePoolCleaner(PoolConfiguration properties) {        if (properties.isPoolSweeperEnabled()) {poolCleaner = new PoolCleaner(this, properties.getTimeBetweenEvictionRunsMillis());poolCleaner.start(); //只注册一个清理器，并未启动线程。} //end if}/*** 检查所有的空闲连接*/public void checkIdle(boolean ignoreMinSize) {try {if (idle.size()==0) return;Iterator<PooledConnection> unlocked = idle.iterator();//【重点：如果空闲数量大于属性MinIdle，则执行清理！】while ( (idle.size()>=getPoolProperties().getMinIdle())) &&unlocked.hasNext()) {PooledConnection con = unlocked.next();try {con.lock();//如果这时已到busy中，则不检查了if (busy.contains(con)) {continue;}release(con);//释放了物理连接idle.remove(con);//从空闲队列中移除} finally {con.unlock();}} //while} catch (Exception e) {//....}}private static volatile Timer poolCleanTimer = null;private static HashSet<PoolCleaner> cleaners = new HashSet<>();//注册一个清理器private static synchronized void registerCleaner(PoolCleaner cleaner) {unregisterCleaner(cleaner);cleaners.add(cleaner);//一堆构造方式。。。if (poolCleanTimer == null) {ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();try {Thread.currentThread().setContextClassLoader(ConnectionPool.class.getClassLoader());poolCleanTimer = new Timer("PoolCleaner["+ System.identityHashCode(ConnectionPool.class.getClassLoader()) + ":"+System.currentTimeMillis() + "]", true);}finally {Thread.currentThread().setContextClassLoader(loader);}}//构造定时扫描器//java有内库非常强大，想用啥有啥呀poolCleanTimer.scheduleAtFixedRate(cleaner, cleaner.sleepTime,cleaner.sleepTime);}//真实的处理线程在这儿。。。protected static class PoolCleaner extends TimerTask {protected WeakReference<ConnectionPool> pool;PoolCleaner(ConnectionPool pool, long sleepTime) {//弱引用，不了解的可以google下this.pool = new WeakReference<>(pool);}@Overridepublic void run() {ConnectionPool pool = this.pool.get();if (pool == null) {stopRunning();} else if (!pool.isClosed()) {                if (pool.getPoolProperties().getMinIdle() < pool.idle.size()) {pool.checkIdle(); //【重点，如果空闲数量大于MinIdle，则执行checkIdle】}}}public void start() {registerCleaner(this); //并未启动线程，只是注册一个清理器}public void stopRunning() {unregisterCleaner(this);}}
}

这篇关于tomcat-jdbc Pool 源码实现简单分析的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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