数据库开发 - 数据库链接池

#数据库链接池 ##创建链接 经过conncetion = DrvierManager.getConnection()获取数据库链接，这段代码经过对应的JDBC驱动，完成了客户端与服务器的大量交互。因为数据库链接通过4次，才能链接成功。则在复杂的网络环境下，创建数据链接的网络开销比较高。 ###MySQL获取数据库链接

• 1.请求创建链接
  MySQL客户端向MySQL服务器发起请求创建链接
• 2.发送随机密码种子
  服务器端会随机生成一组密码种子返回给客户端
• 3.发送加密密码
  客户端利用密码种子和链接数据库的密码，按照约定的加密算法，能够计算获得加密的密码，而后在将这个密码发送到MySQL服务器端进行验证
• 4.链接创建成功
  MySQL服务器通过对加密密码的验证，链接创建成功

##多线程数据库访问 在实际业务场景中，多个用户访问Java应用程序，咱们会启动线程去处理用户请求，若是要访问数据库，则咱们须要建立connection对象，创建到后端数据库的物理链接，在SQL执行结束以后，随着close方法结束，数据库链接被销毁，线程也会被释放。

当用户再次访问时，会重复这个过程，这个过程花费大量的时间创建链接。

##链接复用 因为创建链接须要花费大量时间，咱们可使用数据库链接池对链接进行重复使用。每一个线程在使用数据库链接后并非当即销毁。而是把数据库链接交给下一个须要访问数据库的线程。多个线程共用相同的物理链接。实现链接的复用。
咱们以链接池的形式来管理数据库链接，每一个须要访问数据库的线程，须要从链接池中租借数据库链接。使用完毕之后，在归还给链接池，这样咱们就能够实现链接的重复使用。避免每次访问数据库都要创建数据库链接。
咱们从建立数据库链接改变为租借数据库链接！

##创建链接 链接池存在的第二个重要缘由，数据库服务端在处理咱们的数据库请求时，都会在服务器端分配必定的资源，好比说内存用来保存数据库查询的结果。在请求处理结束之后，这些资源也会被释放，服务器端的资源老是有限的，不可能无限制的去分配。当同时有多个数据库请求去访问数据库时，服务器端可以处理的链接数是有限制的。当超过最大可分配的资源时，就会出现服务器宕机的问题。为了限制并发访问的链接数。数据库服务器端通常会设置最大链接数。若是超过最大链接数，就会抛出too many connection的异常。

##限制链接 虽然服务器端作了必要的保护限制，可是对于应用程序，一方面服务器端直接抛SQL服务异常，对Java程序的处理不够友好。Java程序必需要捕获这些异常，进行异常处理。第二点，咱们也不该当仅仅依靠服务器的最大链接数限制。咱们应当在数据库访问客户端的时候，就实现这种限制。必须被有序可控的被线程使用。一旦发生异常，咱们也多了一种保护手段。
因此咱们须要在Java客户端程序就实现业务线程排队获取数据库练级。同时获取数据库链接的线程数，起到限流对后端数据库保护的措施。同时链接数过多，对后端数据库的性能形成严重的影响。应为链接数的增多，后端数据库就会存在更多的锁的冲突与检测。加大数据库服务器端资源的消耗。咱们应当保证应用程序可控获取数据库链接。

##链接池 使用链接池两个最重要的缘由：

链接池实际上就是一组Java Jar包，介于Java应用程序与JDBC数据库物理链接之间。负责帮助应用程序管理JDBC链接。经过链接池暴露的接口，链接池能够获取数据库链接，使用完毕后，将数据库链接归还给数据库链接池。

链接池对JDBC进行有效的管理。当链接不足时，会自动建立链接。在空闲的链接比较多的时候，会自动的销毁连接。在多个线程同时去获取数据库链接时，链接池还提供排队等待的功能。可以保证应用程序可以有序的获取数据库链接。

##链接池DBCP

DBCP链接池是Apache开源的Java链接池项目，同时是Tomcat链接池组件。同时在互联网企业中，应用最为普遍。DBCP链接池包括三个Java Jar包。

##DBCP官网 Apache Commons
DBCP

能够从Apache官方网站下载Java Jar包，也能够在mvnrepo网站下载。注意：DBCP三个Jar都是必须的。

##建立链接池对象 DBCP链接池使用叫作BasicDataSource对象来表示一个链接池。首先咱们要建立BasicDataSource对象，因为JDBC链接池只是JDBC链接的管理单位。底层数据库访问依然经过JDBC链接实现。因此咱们必需要告诉DBCP必要的信息，才能让DBCP去帮助咱们去建立链接，这些信息与咱们去建立JDBC链接的信息是一致的。

##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);
    }

##获取数据库链接
咱们能够注意到，这里除了获取链接外，和JDBC代码方式没有任何区别。

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();
            }

        }

##高级配置 在实际开发过程当中，咱们还会去设置一些链接数据库的参数，来帮助咱们优化链接池，提升数据库访问的性能。

• setInitialSize()
  当咱们应用第一次访问数据库时，会发生很慢的状况。这是因为数据库链接池中没有数据库链接。须要去建立链接，此过程须要花费较多的时间。当链接建立好之后，后续的数据库访问就不会再去建立数据库链接。速度相对较快。InitialSize就是只在数据库链接池建立时，预制一些数据库链接。来保证应用程序第一次访问时，链接池中就有必定数量的数据库链接。第一次访问就不会变的很慢。能够经过InitialSize设置链接池预制的链接数。通常设置成预期业务访问量，是比较合适的。
• setMaxTotal()
  当链接池中没有空闲的链接，又有线程须要去访问数据库时，链接池此时会建立一个新的数据库链接。可是此时，链接数已经达到了MaxTotal设定的最大值。则链接池就不会为等待线程新建数据库链接。而是强制让该线程进入等待队列。直到有其余线程归还数据库链接，再进行分配。MaxTotal起到限流保护数据库的做用，进入队列的线程不可能无限制的等待。
• setMaxWaitMillis()
  经过设置MaxWaitMillis来设置队列线程最大的等待时间，若是超过等待时间，则会获得SQLExecption异常。
• setMaxIdle()
  当应用程序使用完线程链接之后，将链接归还给链接池，若是此时空间链接池超过了MaxIdle的值时，则链接池会自动销毁这个数据库链接。这样减小后端数据库的链接数，减小资源的损耗。

• setMinIdle()
  固然如何链接池中的空闲链接低于MinIdle时，则会自动触发和建立数据库链接。来保证链接池有足够的链接被租借。通常来讲，咱们为了不数据库链接池频繁的建立和销毁链接。建议吧MinIdle和MaxIdle设置为相同的值。

##DBCP按期检查 数据库服务为了释放，空闲等待的资源，默认会关闭超过必定时间阈值的数据库链接。MySQL数据库服务器端默认会关闭时间超过，8个小时的链接。可是这时，数据库链接池端并不知道数据库链接被关闭。当线程向数据库链接池租借数据库链接时，链接池会将失效的数据库链接，租借给应用程序。线程在使用这样的数据库链接，就会抛出SQLException异常。为了防止以上状况发生，尽可能保持数据库链接池链接的有效性。则按期对数据库链接池的空闲链接的时间进行检查。在服务器端关闭链接以前，咱们保证，会把这个链接销毁掉，在建立新的链接。来保证线程到数据库链接池租借的链接都是有效的。

• setTestWhileIdle(True)
  开启按期检查空间数据库链接有效性
• setMinEvictableIdleTimeMillis()
  销毁链接最小空闲时间，当链接的空间时间超过该值时，会被链接池自动的销毁。建议：MinEvictabledleTimeMillis要小于数据库服务器端自动关闭的预制时间，MySQL小于8个小时，咱们才可以检测空闲时间超过该值。才能保证主动关闭链接。
• setTimeBetweenEvictionRunsMillis()
  检查运行时间的间隔

##验证链接池有效 链接池帮助咱们起到限流的做用，实现链接的重复使用。对比使用链接池与JDBC的后端链接数。

咱们经过MySQLshow processlist来能够看到线程数据库链接的状况。

若是启动十个线程，则JDBC方式会启动十个数据库链接。 而若是使用数据库链接池，限制数据库链接数，则只有两个数据库链接。

##总结 使用数据库链接提升数据库访问的效率。起到对后端数据库进行限流保护的做用。