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用連接池提高Servlet訪問數據庫的效率(2)

三、類DBConnectionPool說明

該類在209至345行實現，它表示指向某個數據庫的連接池。數據庫由JDBC URL標識。一個JDBC URL由三部分組成：協議標識（總是jdbc），驅動程序標識（如 odbc、idb、oracle等），數據庫標識（其格式依賴于驅動程序）。例如，jdbc:odbc:de
mo，即是一個指向demo數據庫的JDBC URL，而且訪問該數據庫要使用JDBC-ODBC驅動程序。每個連接池都有一個供客戶程序使用的名字以及可選的用戶帳號、密碼、最大連接數限制。如果Web應用程序所支持的某些數據庫操作可以被所有用戶執行，而其它一些操作應由特別許可的用戶執行，則可以為兩類操作分別定義連接池，兩個連接池使用相同的JDBC URL，但使用不同的帳號和密碼。
類DBConnectionPool的建構函數需要上述所有數據作為其參數。如222至238行所示，這些數據被保存為它的實例變量：
如252至283行、285至305行所示，客戶程序可以使用DBConnectionPool類提供的兩個方法獲取可用連接。兩者的共同之處在于：如連接池中存在可用連接，則直接返回，否則創建新的連接并返回。如果沒有可用連接且已有連接總數等于最大限制
數，第一個方法將直接返回null，而第二個方法將等待直到有可用連接為止。
所有的可用連接對象均登記在名為freeConnections的向量（Vector）中。如果向量中有多于一個的連接，getConnection()總是選取第一個。同時，由于新的可用連接總是從尾部加入向量，從而使得數據庫連接由于長時間閑置而被關閉的風險減低到最小程度。
第一個getConnection()在返回可用連接給客戶程序之前，調用了isClosed()方法驗證連接仍舊有效。如果該連接被關閉或觸發異常，getConnection()遞歸地調用自己以嘗試獲取另外的可用連接。如果在向量freeConnections中不存在任何可用連
接，getConnection()方法檢查是否已經指定最大連接數限制。如已經指定，則檢查當前連接數是否已經到達極限。此處maxConn為0表示沒有限制。如果沒有指定最大連接數限制或當前連接數小于該值，該方法嘗試創建新的連接。如創建成功，則增加已使用連接的計數并返回，否則返回空值。
如325至345行所示，創建新連接由newConnection()方法實現。創建過程與是否已經指定數據庫帳號、密碼有關。
JDBC的DriverManager類提供多個getConnection()方法，這些方法要用到JDBC URL與其它一些參數，如用戶帳號和密碼等。
DriverManager將使用指定的JDBC URL確定適合于目標數據庫的驅動程序及建立連接。
在285至305行實現的第二個getConnection()方法需要一個以毫秒為單位的時間參數，該參數表示客戶程序能夠等待的最長時間。建立連接的具體操作仍舊由第一個getConnection()方法實現。
該方法執行時先將startTime初始化為當前時間。在while循環中嘗試獲得一個連接。如果失敗，則以給定的時間值為參數調用wait()。wait()的返回可能是由于其它線程調用notify()或notifyAll()，也可能是由于預定時間已到。為找出wait()返回的真正原因，程序用當前時間減開始時間（startTime），如差值大于預定時間則返回空值，否則再次調用getConnection()。
把空閑的連接登記到連接池由240至250行的freeConnection()方法實現，它的參數為返回給連接池的連接對象。該對象被加入到freeConnections向量的末尾，然后減少已使用連接計數。調用notifyAll()是為了通知其它正在等待可用連接的線程。
許多Servlet引擎為實現安全關閉提供多種方法。數據庫連接池需要知道該事件以保證所有連接能夠正常關閉。DBConnectionManager類負協調整個關閉過程，但關閉連接池中所有連接的任務則由DBConnectionPool類負責。在307至323行實現的release()方法供DBConnectionManager調用。該方法遍歷freeConnections向量并關閉所有連接，然后從向量中刪除這些連接。

四、類DBConnectionManager 說明

該類只能創建一個實例，其它對象能夠調用其靜態方法（也稱為類方法）獲得該唯一實例的引用。如031至036行所示，DBConnectionManager類的建構函數是私有的，這是為了避免其它對象創建該類的實例。
DBConnectionManager類的客戶程序可以調用getInstance()方法獲得對該類唯一實例的引用。如018至029行所示，類的唯一實例在getInstance()方法第一次被調用期間創建，此后其引用就一直保存在靜態變量instance中。每次調用getInstance()
都增加一個DBConnectionManager的客戶程序計數。即，該計數代表引用DBConnectionManager唯一實例的客戶程序總數，它將被用于控制連接池的關閉操作。
該類實例的初始化工作由146至168行之間的私有方法init()完成。其中 getResourceAsStream()方法用于定位并打開外部文件。外部文件的定位方法依賴于類裝載器的實現。標準的本地類裝載器查找操作總是開始于類文件所在路徑，也能夠搜索CLASSPATH中聲明的路徑。db.properties是一個屬性文件，它包含定義連接池的鍵-值對。可供定義的公用屬性如下：

drivers 以空格分隔的JDBC驅動程序類列表
logfile 日志文件的絕對路徑

其它的屬性和特定連接池相關，其屬性名字前應加上連接池名字：

poolname>.url 數據庫的 JDBC URL
poolname>.maxconn 允許建立的最大連接數，0表示沒有限制
poolname>.user 用于該連接池的數據庫帳號
poolname>.password 相應的密碼

其中url屬性是必需的，而其它屬性則是可選的。數據庫帳號和密碼必須合法。用于Windows平臺的db.properties文件示例
如下：

drivers=sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver jdbc.idbDriver
logfile=D:\\user\\src\\java\\DBConnectionManager\\log.txt

idb.url=jdbc:idb:c:\\local\\javawebserver1.1\\db\\db.prp
idb.maxconn=2

access.url=jdbc:odbc:demo
access.user=demo
access.password=demopw

注意在Windows路徑中的反斜杠必須輸入2個，這是由于屬性文件中的反斜杠同時也是一個轉義字符。
init()方法在創建屬性對象并讀取db.properties文件之后，就開始檢查logfile屬性。如果屬性文件中沒有指定日志文件，則默認為當前目錄下的DBConnectionManager.log文件。如日志文件無法使用，則向System.err輸出日志記錄。
裝載和注冊所有在drivers屬性中指定的JDBC驅動程序由170至192行之間的loadDrivers()方法實現。該方法先用StringTokenizer將drivers屬性值分割為對應于驅動程序名稱的字符串，然后依次裝載這些類并創建其實例，最后在 DriverManager中注冊
該實例并把它加入到一個私有的向量drivers。向量drivers將用于關閉服務時從DriverManager取消所有JDBC 驅動程序的注冊。
init()方法的最后一個任務是調用私有方法createPools()創建連接池對象。如109至142行所示，createPools()方法先創建所有屬性名字的枚舉對象（即Enumeration對象，該對象可以想象為一個元素系列，逐次調用其nextElement()方法將順序返
回各元素），然后在其中搜索名字以“.url”結尾的屬性。對于每一個符合條件的屬性，先提取其連接池名字部分，進而讀取所有屬于該連接池的屬性，最后創建連接池對象并把它保存在實例變量pools中。散列表（Hashtable類）pools實現連接
池名字到連接池對象之間的映射，此處以連接池名字為鍵，連接池對象為值。
為便于客戶程序從指定連接池獲得可用連接或將連接返回給連接池，類DBConnectionManager提供了方法getConnection()和freeConnection()。所有這些方法都要求在參數中指定連接池名字，具體的連接獲取或返回操作則調用對應的連接池對象完成。它們的實現分別在051至064行、066至080行、038至049行。
如082至107行所示，為實現連接池的安全關閉，DBConnectionManager提供了方法release()。在上面我們已經提到，所有DBConnectionManager的客戶程序都應該調用靜態方法getInstance()以獲得該管理器的引用，此調用將增加客戶程序計數。
客戶程序在關閉時調用release()可以遞減該計數。當最后一個客戶程序調用release()，遞減后的引用計數為0，就可以調用各個連接池的release()方法關閉所有連接了。管理類release()方法最后的任務是撤銷所有JDBC驅動程序的注冊。

五、Servlet使用連接池示例

Servlet API所定義的Servlet生命周期類如：

1) 創建并初始化Servlet（init()方法）。
2) 響應客戶程序的服務請求（service()方法）。
3) Servlet終止運行，釋放所有資源（destroy()方法）。

本例演示連接池應用，上述關鍵步驟中的相關操作為：

1) 在init()，用實例變量connMgr 保存調用DBConnectionManager.getInstance()所返回的引用。
2) 在service()，調用getConnection()，執行數據庫操作，用freeConnection()將連接返回給連接池。
3) 在destroy()，調用release()關閉所有連接，釋放所有資源。

示例程序清單如下：

import java.io.*;
import java.sql.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
public class TestServlet extends HttpServlet {
private DBConnectionManager connMgr;

public void init(ServletConfig conf) throws ServletException {
super.init(conf);
connMgr = DBConnectionManager.getInstance();
}

public void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res)
throws IOException {

res.setContentType("text/html");
PrintWriter out = res.getWriter();
Connection con = connMgr.getConnection("idb");
if (con == null) {
out.println("不能獲取數據庫連接.");
return;
}
ResultSet rs = null;
ResultSetMetaData md = null;
Statement stmt = null;
try {
stmt = con.createStatement();
rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM EMPLOYEE");
md = rs.getMetaData();
out.println("H1>職工數據/H1>");
while (rs.next()) {
out.println("BR>");
for (int i = 1; i md.getColumnCount(); i++) {
out.print(rs.getString(i) + ", ");
}
}
stmt.close();
rs.close();
}
catch (SQLException e) {
e.printStackTrace(out);
}
connMgr.freeConnection("idb", con);
}

public void destroy() {
connMgr.release();
super.destroy();
}
}

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用連接池提高Servlet訪問數據庫的效率(2)