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线程池类似的,数据库也有一个数据库连接池。 不过他们的实现思路是不一样的。
本章节讲解了自定义数据库连接池类:ConnectionPool,虽然不是很完善和健壮,但是足以帮助大家理解ConnectionPool的基本原理。


本视频是解读性视频,所以希望您已经看过了本知识点的内容,并且编写了相应的代码之后,带着疑问来观看,这样收获才多。 不建议一开始就观看视频



10分40秒
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步骤 1 : 数据库连接池原理-传统方式   
步骤 2 : 数据库连接池原理-使用池   
步骤 3 : ConnectionPool构造方法和初始化   
步骤 4 : 测试类   
步骤 5 : 练习-数据库连接池   
步骤 6 : 答案-数据库连接池   

步骤 1 :

数据库连接池原理-传统方式

edit
当有多个线程,每个线程都需要连接数据库执行SQL语句的话,那么每个线程都会创建一个连接,并且在使用完毕后,关闭连接。

创建连接和关闭连接的过程也是比较消耗时间的,当多线程并发的时候,系统就会变得很卡顿。

同时,一个数据库同时支持的连接总数也是有限的,如果多线程并发量很大,那么数据库连接的总数就会被消耗光,后续线程发起的数据库连接就会失败。
数据库连接池原理-传统方式
步骤 2 :

数据库连接池原理-使用池

edit
与传统方式不同,连接池在使用之前,就会创建好一定数量的连接。
如果有任何线程需要使用连接,那么就从连接池里面借用而不是自己重新创建.
使用完毕后,又把这个连接归还给连接池供下一次或者其他线程使用。
倘若发生多线程并发情况,连接池里的连接被借用光了,那么其他线程就会临时等待,直到有连接被归还回来,再继续使用。
整个过程,这些连接都不会被关闭,而是不断的被循环使用,从而节约了启动和关闭连接的时间。
数据库连接池原理-使用池
步骤 3 :

ConnectionPool构造方法和初始化

edit
1. ConnectionPool() 构造方法约定了这个连接池一共有多少连接

2. 在init() 初始化方法中,创建了size条连接。 注意,这里不能使用try-with-resource这种自动关闭连接的方式,因为连接恰恰需要保持不关闭状态,供后续循环使用

3. getConnection, 判断是否为空,如果是空的就wait等待,否则就借用一条连接出去

4. returnConnection, 在使用完毕后,归还这个连接到连接池,并且在归还完毕后,调用notifyAll,通知那些等待的线程,有新的连接可以借用了。

注:连接池设计用到了多线程的wait和notifyAll,这些内容可以在多线程交互章节查阅学习。
package jdbc; import java.sql.Connection; import java.sql.DriverManager; import java.sql.SQLException; import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class ConnectionPool { List<Connection> cs = new ArrayList<Connection>(); int size; public ConnectionPool(int size) { this.size = size; init(); } public void init() { //这里恰恰不能使用try-with-resource的方式,因为这些连接都需要是"活"的,不要被自动关闭了 try { Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); for (int i = 0; i < size; i++) { Connection c = DriverManager .getConnection("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/how2java?characterEncoding=UTF-8", "root", "admin"); cs.add(c); } } catch (ClassNotFoundException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } catch (SQLException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } public synchronized Connection getConnection() { while (cs.isEmpty()) { try { this.wait(); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } Connection c = cs.remove(0); return c; } public synchronized void returnConnection(Connection c) { cs.add(c); this.notifyAll(); } }
首先初始化一个有3条连接的数据库连接池
然后创建100个线程,每个线程都会从连接池中借用连接,并且在借用之后,归还连接。 拿到连接之后,执行一个耗时1秒的SQL语句。

运行程序,就可以观察到如图所示的效果
测试类
package jdbc; import java.sql.Connection; import java.sql.SQLException; import java.sql.Statement; import jdbc.ConnectionPool; public class TestConnectionPool { public static void main(String[] args) { ConnectionPool cp = new ConnectionPool(3); for (int i = 0; i < 100; i++) { new WorkingThread("working thread" + i, cp).start(); } } } class WorkingThread extends Thread { private ConnectionPool cp; public WorkingThread(String name, ConnectionPool cp) { super(name); this.cp = cp; } public void run() { Connection c = cp.getConnection(); System.out.println(this.getName()+ ":\t 获取了一根连接,并开始工作" ); try (Statement st = c.createStatement()){ //模拟时耗1秒的数据库SQL语句 Thread.sleep(1000); st.execute("select * from hero"); } catch (SQLException | InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } cp.returnConnection(c); } }
步骤 5 :

练习-数据库连接池

edit  姿势不对,事倍功半! 点击查看做练习的正确姿势
向数据库中插入100条数据,比较传统方式和数据库连接池方式的性能差异

1. 使用传统方式创建100个线程,每个线程都会创建新的连接,通过这个连接向数据库插入1条数据,然后关闭这个连接。

2. 使用数据库连接池的方式,创建一个有10条连接的连接池,然后创建100个线程,每个线程都会向连接池借用连接,借用到后,向数据库插入1条数据,然后归还这个连接。

通过时间统计,比较这两种方式的性能表现差异。
步骤 6 :

答案-数据库连接池

edit
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TraditionalWorkingThread 使用传统方式,建立连接的工作线程

ConnectionpoolWorkingThread 使用连接池方式,建立连接的工作线程

TestConnectionPool 测试类,在这个类中分别创建了100个TraditionalWorkingThread 和100ConnectionpoolWorkingThread ,并分别统计他们运行需要的时间
答案-数据库连接池
package jdbc; import java.sql.Connection; import java.sql.DriverManager; import java.sql.SQLException; import java.sql.Statement; class TraditionalWorkingThread extends Thread { public void run() { try { Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); } catch (ClassNotFoundException e1) { // TODO Auto-generated catch block e1.printStackTrace(); } try (Connection c = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/how2java?characterEncoding=UTF-8", "root", "admin"); Statement st = c.createStatement()) { for (int i = 0; i < TestConnectionPool.insertTime; i++) { String sql = "insert into hero values(null," + "'提莫'" + "," + 313.0f + "," + 50 + ")"; st.execute(sql); } } catch (SQLException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } }
package jdbc; import java.sql.Connection; import java.sql.SQLException; import java.sql.Statement; class ConnectionpoolWorkingThread extends Thread { private ConnectionPool cp; public ConnectionpoolWorkingThread(ConnectionPool cp) { this.cp = cp; } public void run() { Connection c = cp.getConnection(); try (Statement st = c.createStatement()) { for (int i = 0; i < TestConnectionPool.insertTime; i++) { String sql = "insert into hero values(null," + "'提莫'" + "," + 313.0f + "," + 50 + ")"; st.execute(sql); } } catch (SQLException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } cp.returnConnection(c); } }
package jdbc; import java.util.ArrayList; import java.util.List; public class TestConnectionPool { private static int threadNumber = 100; public static int insertTime = 1; public static void main(String[] args) { traditionalWay(); connectionPoolWay(); } private static void connectionPoolWay() { ConnectionPool cp = new ConnectionPool(10); System.out.println("开始连接池方式插入数据测试:"); long start = System.currentTimeMillis(); List<Thread> ts = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < threadNumber; i++) { Thread t =new ConnectionpoolWorkingThread(cp); t.start(); ts.add(t); } //等待所有线程结束 for (Thread t : ts) { try { t.join(); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } long end = System.currentTimeMillis(); System.out.printf("使用连接池方式,启动%d条线程,每个线程插入%d条数据,一共耗时%d 毫秒%n",threadNumber,insertTime,end-start); } private static void traditionalWay() { System.out.println("开始传统方式插入数据测试:"); long start = System.currentTimeMillis(); List<Thread> ts = new ArrayList<>(); for (int i = 0; i < threadNumber; i++) { Thread t =new TraditionalWorkingThread(); t.start(); ts.add(t); } //等待所有线程结束 for (Thread t : ts) { try { t.join(); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } long end = System.currentTimeMillis(); System.out.printf("使用传统方式,启动%d条线程,每个线程插入%d条数据,一共耗时%d 毫秒%n",threadNumber,insertTime,end-start); } }


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问答区域    
2022-05-02 答案
慕羽1314




练习题答案
package jdbc;

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TestJDBC3 {

//    线程池插入数据
    public static void insert(){
        ConnectionPool cp = new ConnectionPool(10);
        Long start = System.currentTimeMillis();

        List<Thread> threads = new ArrayList<>();
        for(int i = 0; i < 100; i++){
            Thread t = new thread1(cp);
            threads.add(t);
            t.start();
        }
        for(Thread t1 : threads){
            try {
                t1.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        Long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("使用连接池线程插入100个数据耗时"+(end-start)+"毫秒");

    }

//      传统线程插入数据
    public static void insert1(){
        Long start1 = System.currentTimeMillis();
        List<Thread> threads = new ArrayList<>();
        for(int i = 0; i < 100; i++){
            Thread t = new threads();
            threads.add(t);
            t.start();
        }
        for(Thread t1 : threads){
            try {
                t1.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        Long end1 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("使用普通线程插入100条数据耗时"+(end1-start1)+"毫秒");
    }

    public static void main(String[] args) {
        insert();
        insert1();
    }

}

//传统普通线程
class threads extends Thread{

    public threads(){
        try {
            Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        try(Connection c = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/how2java?characterEncoding=UTF-8","root", "admin");
        Statement s = c.createStatement()){
            String sql = "insert into hero values(null,"+"'王憨憨'"+","+223+","+889+")";
            s.execute(sql);
        }catch (SQLException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

//从线程池拿连接的线程
class thread1 extends Thread {

    private ConnectionPool cp;

    public thread1(ConnectionPool cp) {
        this.cp = cp;
    }

    @Override
    public void run() {
        Connection c = cp. getConnection();
        try(Statement s = c.createStatement()){
            String sql = "insert into hero values(null,"+"'旺旺'"+","+790+","+678+")";
            s.execute(sql);
        }catch (SQLException e){
            e.printStackTrace();
        }
        cp.returnConnection(c);
    }
}

							





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2022-03-08 自己的代码,可以运行。那些连接池比传统时间长的,可能是这个原因,没有加这个代码
dyf137




//结果 notPoolAdd100:2600 poolAdd100:1416 那些连接池比传统时间长的,可能是这个原因,没有加这个代码。导致数据库操作还没执行完,main方法就已经输出执行时间了。 for (Thread t : thread) { try { t.join(); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } }
package zhongji.zhongji2_7;


import java.sql.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class C_TestPoolAdd100 {
    List<Connection> lc=new ArrayList<>();
    public static void main(String args[]){
        C_TestPoolAdd100 ctpa=new C_TestPoolAdd100();
        long startTime=0;
        long endTime=0;

        startTime=System.currentTimeMillis();
        ctpa.notPoolAdd();
        endTime=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("notPoolAdd100:"+(endTime-startTime));

        startTime=System.currentTimeMillis();
        ctpa.poolAdd();
        endTime=System.currentTimeMillis();
        System.out.println("poolAdd100:"+(endTime-startTime));
    }
    public  void notPoolAdd(){
        try{
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        }catch(ClassNotFoundException e){
            e.printStackTrace();
        }
        Thread []thread=new Thread[100];
        for(int i=0;i<100;i++){
            String name ="英雄"+i;
            thread[i]=new Thread(){
                public void run(){
                    String sqlPS="insert into hero values(null,?,?,?)";
                    try(Connection c= DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/how2java?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=GMT%2B8","root","123456");
                        PreparedStatement ps=c.prepareStatement(sqlPS);){
                        ps.setString(1,name);
                        ps.setFloat(2,350f);
                        ps.setInt(3,600);
                        ps.execute();
                    }catch(SQLException e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            };
            thread[i].start();
        }
        for (Thread t : thread) {
            try {
                t.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public void poolAdd(){
        poolInit();
        Thread []thread=new Thread[100];
        for(int i=0;i<100;i++){
            String name ="英雄"+i;
            thread[i]=new Thread(){
                public void run(){
                    String sqlPS="insert into hero values(null,?,?,?)";
                    Connection c=poolGetConnection();
                    try(PreparedStatement ps=c.prepareStatement(sqlPS);){
                        ps.setString(1,name);
                        ps.setFloat(2,350f);
                        ps.setInt(3,600);
                        ps.execute();
                    }catch(SQLException e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                    poolReturnConnection(c);
                }
            };
            thread[i].start();
        }
        for (Thread t : thread) {
            try {
                t.join();
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public void poolInit(){
        try{
            Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
        }catch(ClassNotFoundException e){
            e.printStackTrace();
        }

        for (int i=0;i<10;i++){
            try{
                Connection c=DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/how2java?characterEncoding=UTF-8&serverTimezone=GMT%2B8","root","123456");
                lc.add(c);
            }catch (SQLException e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    public synchronized Connection poolGetConnection(){
        while(lc.isEmpty()){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
        Connection c= lc.remove(0);
        return c;
    }
    public synchronized void poolReturnConnection(Connection c){
        lc.add(c);
        this.notifyAll();
    }
}

							





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2021-09-06 练习 - 数据库连接池
2021-06-18 当数据是100的时候,我两个执行的时间差不多,但是当1000个线程的时候,时间就有明显的变化了
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