【java】简单实现数据库连接池

一直在想java事务是怎么实现的，在原声jdbc的时候级别下，我们可以通过关掉autocommit 然后再手动commit。但是项目开发中基本上是看不见conection的。所以自己决定简单实现框架的一点皮毛功能。首先就是数据库连接池了

1. 先定义一个接口

import java.sql.Connection;

public interface IConnectionPool {

    /**
     * 获取一个连接
     * @return
     */
    Connection getConnection();

    /**
     * 用完后调用，把连接放回池中，实现复用
     */
    void freeLocalConnection();

    /**
     * 销毁连接池
     */
    void destroy();

    //测试用
    void status();

}

2. 实现数据库连接池的代码， 为了线程安全，简单粗暴地用synchronized关键字

　　实现事务的关键是，我们执行一个事务的Connection是同一个，我们可以在事务控制的时候用AOP，在事务开始的时候 调用setAutoCommit(false)  然后在事务代码之后调用commit()方法.

　　所以在数据库连接池中使用了一个ThreadLocal来保证一条线程拿到的是同一个Connection。

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
import java.util.List;
import java.util.Properties;
import java.util.Vector;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;

public class ConnectionPollImpl implements IConnectionPool{
    
    private String username;
    private String password;
    private String url;
    private String driver;

    private Integer maxSize;
    private Integer initSize = 5;
    private long timeOut;
    
    //连接总数
    private AtomicInteger totalSize = new AtomicInteger(0);
    //空闲的连接
    private List<Connection> freeConnections = new Vector<>();
    //已经被使用的连接
    private List<Connection> activeConnections = new Vector<>();
    //存储当前线程的连接， 事务控制的关键
    private ThreadLocal<Connection> localConnection = new ThreadLocal<Connection>(){

        /**
         * 第一次调用get()方法时执行
         * @return
         */
        @Override
        protected Connection initialValue() {
            try {
                return connect();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return null;
        }

        @Override
        public void remove() {
            Connection connection = get();
            activeConnections.remove(connection);
            freeConnections.add(connection);
            super.remove();
        }
    };

    private static ConnectionPollImpl instance;
    
    

    public ConnectionPollImpl() {
        loadConfig();
        init();
    }


    private void init() {
        try {
            for(int i=0;i < initSize;i++){
                freeConnections.add(newConnection());
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    public static ConnectionPollImpl getInstance() {
        synchronized (ConnectionPollImpl.class) {
            if (instance == null) {
                synchronized (ConnectionPollImpl.class) {
                    if(instance == null) {
                        instance = new ConnectionPollImpl();
                    }
                }
            }
        }
        return instance;
    }



    @Override
    public synchronized Connection getConnection() {
        return localConnection.get();
    }

    @Override
    public void freeLocalConnection() {
        localConnection.remove();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "释放了一个连接");

    }

    @Override
    public synchronized void destroy() {
        try {
            for(Connection connection : freeConnections) {
                freeConnections.remove(connection);
                connection.close();
            }
            freeConnections = null;
            for (Connection connection : activeConnections) {
                activeConnections.remove(connection);
                connection.close();
            }
            activeConnections = null;
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }


    }

    @Override
    public synchronized void status() {

        System.out.println("当前连接池总连接数为: " + totalSize.get() + " , 空闲连接数为：" + freeConnections.size() + "使用中的连接数为：" + activeConnections.size());

    }

    private synchronized Connection connect() throws SQLException {
        // 判断有没有闲置的连接
        if(freeConnections.size() > 0) {
            //如果有闲置连接，直接拿第一个
            Connection connection = freeConnections.get(0);
            freeConnections.remove(0);
            //连接可用，返回；不可用，继续拿
            if (isValid(connection)) {
                activeConnections.add(connection);
                return connection;
            } else {
                return connect();
            }
        } else {
            //没有闲置连接， 判断当前连接池是否饱和
            if(totalSize.get() == maxSize) {
                //如果饱和，等待， 继续获取
                try {
                    wait(timeOut);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                return connect();
            } else {
                //没有饱和，新建一个连接
                Connection connection = newConnection();
                if(connection != null) {
                    activeConnections.add(connection);
                    return connection;
                } else {
                    throw new SQLException();
                }
            }
        }
    }



    private synchronized Connection newConnection() throws SQLException {
        try {
            Class.forName(this.driver);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        Connection connection =  DriverManager.getConnection(url, username, password);
        totalSize.incrementAndGet();
        return connection;
    }

    private boolean isValid(Connection connection) {
        try {
            return connection != null && !connection.isClosed();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return false;
    }




    private void loadConfig(){
        //读取配置文件
        InputStream in = ConnectionPollImpl.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
        Properties p = new Properties();
        try {
            p.load(in);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                in.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        this.username = p.getProperty("jdbc.username");
        this.password = p.getProperty("jdbc.password");
        this.url = p.getProperty("jdbc.url");
        this.driver = p.getProperty("jdbc.driver");

        this.maxSize = Integer.valueOf(p.getProperty("noob.maxSize","20"));
        this.initSize = Integer.valueOf(p.getProperty("noob.initSize","5"));
        this.timeOut = Long.valueOf(p.getProperty("noob.timeOut","1200"));

    }
}

 测试代码

import java.sql.Connection;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        IConnectionPool connectionPool = ConnectionPollImpl.getInstance();
        
        //开启一个线程查看连接池的状态
        ScheduledExecutorService service = Executors.newScheduledThreadPool(1);
        service.scheduleWithFixedDelay(connectionPool::status, 0, 5, TimeUnit.SECONDS);
        
        //开启20个线程，不断获取连接，比较哈希值看同一个线程取出的连接是不是同一个
        for(int i = 0; i < 20; i++) {
            Random random = new Random();
            int count = random.nextInt(30) + 3;
            Thread t = new Thread(() ->{
                try {
                    for (int j = 0; j < count; j++) {
                        Connection connection = connectionPool.getConnection();
                        
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "共" + count + "次循环， 目前第" + (j + 1) + "次" + " hashcode :" + connection.hashCode());
                        TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                connectionPool.freeLocalConnection();
            });
            t.setName("test" + i);
            t.start();
        }
    }
}

测试结果， 从结果看基本实现了想要的功能

　　1. 控制连接池的大小

　　2. 一个线程释放一个连接后会把连接放回池中给别的线程用

　　3. 一个线程始终取出同一个连接

当前连接池总连接数为: 5 , 空闲连接数为：5使用中的连接数为：0
test6共22次循环， 目前第1次 hashcode :691902360
test2共18次循环， 目前第1次 hashcode :708075980
test3共16次循环， 目前第1次 hashcode :1535444742
test4共25次循环， 目前第1次 hashcode :1149790650
test5共15次循环， 目前第1次 hashcode :1825737020
test1共16次循环， 目前第1次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第1次 hashcode :889774551
test18共16次循环， 目前第1次 hashcode :1626524709
test11共17次循环， 目前第1次 hashcode :912223199
test19共28次循环， 目前第1次 hashcode :422379330
test3共16次循环， 目前第2次 hashcode :1535444742
test2共18次循环， 目前第2次 hashcode :708075980
test6共22次循环， 目前第2次 hashcode :691902360
test5共15次循环， 目前第2次 hashcode :1825737020
test4共25次循环， 目前第2次 hashcode :1149790650
test1共16次循环， 目前第2次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第2次 hashcode :889774551
test18共16次循环， 目前第2次 hashcode :1626524709
test11共17次循环， 目前第2次 hashcode :912223199
test19共28次循环， 目前第2次 hashcode :422379330
test2共18次循环， 目前第3次 hashcode :708075980
test4共25次循环， 目前第3次 hashcode :1149790650
test3共16次循环， 目前第3次 hashcode :1535444742
test6共22次循环， 目前第3次 hashcode :691902360
test5共15次循环， 目前第3次 hashcode :1825737020
test1共16次循环， 目前第3次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第3次 hashcode :889774551
test18共16次循环， 目前第3次 hashcode :1626524709
test11共17次循环， 目前第3次 hashcode :912223199
test19共28次循环， 目前第3次 hashcode :422379330
test5共15次循环， 目前第4次 hashcode :1825737020
test2共18次循环， 目前第4次 hashcode :708075980
test6共22次循环， 目前第4次 hashcode :691902360
test3共16次循环， 目前第4次 hashcode :1535444742
test4共25次循环， 目前第4次 hashcode :1149790650
test1共16次循环， 目前第4次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第4次 hashcode :889774551
test18共16次循环， 目前第4次 hashcode :1626524709
test11共17次循环， 目前第4次 hashcode :912223199
test19共28次循环， 目前第4次 hashcode :422379330
test3共16次循环， 目前第5次 hashcode :1535444742
test5共15次循环， 目前第5次 hashcode :1825737020
test6共22次循环， 目前第5次 hashcode :691902360
test4共25次循环， 目前第5次 hashcode :1149790650
test2共18次循环， 目前第5次 hashcode :708075980
test1共16次循环， 目前第5次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第5次 hashcode :889774551
test18共16次循环， 目前第5次 hashcode :1626524709
test11共17次循环， 目前第5次 hashcode :912223199
test19共28次循环， 目前第5次 hashcode :422379330
test3共16次循环， 目前第6次 hashcode :1535444742
test5共15次循环， 目前第6次 hashcode :1825737020
test4共25次循环， 目前第6次 hashcode :1149790650
test2共18次循环， 目前第6次 hashcode :708075980
test6共22次循环， 目前第6次 hashcode :691902360
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：0使用中的连接数为：10
test1共16次循环， 目前第6次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第6次 hashcode :889774551
test18共16次循环， 目前第6次 hashcode :1626524709
test11共17次循环， 目前第6次 hashcode :912223199
test19共28次循环， 目前第6次 hashcode :422379330
test2共18次循环， 目前第7次 hashcode :708075980
test4共25次循环， 目前第7次 hashcode :1149790650
test6共22次循环， 目前第7次 hashcode :691902360
test3共16次循环， 目前第7次 hashcode :1535444742
test5共15次循环， 目前第7次 hashcode :1825737020
test1共16次循环， 目前第7次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第7次 hashcode :889774551
test18共16次循环， 目前第7次 hashcode :1626524709
test11共17次循环， 目前第7次 hashcode :912223199
test19共28次循环， 目前第7次 hashcode :422379330
test3共16次循环， 目前第8次 hashcode :1535444742
test5共15次循环， 目前第8次 hashcode :1825737020
test2共18次循环， 目前第8次 hashcode :708075980
test6共22次循环， 目前第8次 hashcode :691902360
test4共25次循环， 目前第8次 hashcode :1149790650
test1共16次循环， 目前第8次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第8次 hashcode :889774551
test18共16次循环， 目前第8次 hashcode :1626524709
test11共17次循环， 目前第8次 hashcode :912223199
test19共28次循环， 目前第8次 hashcode :422379330
test5共15次循环， 目前第9次 hashcode :1825737020
test4共25次循环， 目前第9次 hashcode :1149790650
test3共16次循环， 目前第9次 hashcode :1535444742
test2共18次循环， 目前第9次 hashcode :708075980
test6共22次循环， 目前第9次 hashcode :691902360
test1共16次循环， 目前第9次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第9次 hashcode :889774551
test18共16次循环， 目前第9次 hashcode :1626524709
test11共17次循环， 目前第9次 hashcode :912223199
test19共28次循环， 目前第9次 hashcode :422379330
test5共15次循环， 目前第10次 hashcode :1825737020
test6共22次循环， 目前第10次 hashcode :691902360
test3共16次循环， 目前第10次 hashcode :1535444742
test2共18次循环， 目前第10次 hashcode :708075980
test4共25次循环， 目前第10次 hashcode :1149790650
test1共16次循环， 目前第10次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第10次 hashcode :889774551
test18共16次循环， 目前第10次 hashcode :1626524709
test11共17次循环， 目前第10次 hashcode :912223199
test19共28次循环， 目前第10次 hashcode :422379330
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：0使用中的连接数为：10
test5共15次循环， 目前第11次 hashcode :1825737020
test3共16次循环， 目前第11次 hashcode :1535444742
test6共22次循环， 目前第11次 hashcode :691902360
test4共25次循环， 目前第11次 hashcode :1149790650
test2共18次循环， 目前第11次 hashcode :708075980
test1共16次循环， 目前第11次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第11次 hashcode :889774551
test18共16次循环， 目前第11次 hashcode :1626524709
test11共17次循环， 目前第11次 hashcode :912223199
test19共28次循环， 目前第11次 hashcode :422379330
test2共18次循环， 目前第12次 hashcode :708075980
test5共15次循环， 目前第12次 hashcode :1825737020
test3共16次循环， 目前第12次 hashcode :1535444742
test6共22次循环， 目前第12次 hashcode :691902360
test4共25次循环， 目前第12次 hashcode :1149790650
test1共16次循环， 目前第12次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第12次 hashcode :889774551
test18共16次循环， 目前第12次 hashcode :1626524709
test11共17次循环， 目前第12次 hashcode :912223199
test19共28次循环， 目前第12次 hashcode :422379330
test6共22次循环， 目前第13次 hashcode :691902360
test2共18次循环， 目前第13次 hashcode :708075980
test3共16次循环， 目前第13次 hashcode :1535444742
test5共15次循环， 目前第13次 hashcode :1825737020
test4共25次循环， 目前第13次 hashcode :1149790650
test1共16次循环， 目前第13次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第13次 hashcode :889774551
test18共16次循环， 目前第13次 hashcode :1626524709
test11共17次循环， 目前第13次 hashcode :912223199
test19共28次循环， 目前第13次 hashcode :422379330
test3共16次循环， 目前第14次 hashcode :1535444742
test5共15次循环， 目前第14次 hashcode :1825737020
test6共22次循环， 目前第14次 hashcode :691902360
test4共25次循环， 目前第14次 hashcode :1149790650
test2共18次循环， 目前第14次 hashcode :708075980
test1共16次循环， 目前第14次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第14次 hashcode :889774551
test18共16次循环， 目前第14次 hashcode :1626524709
test11共17次循环， 目前第14次 hashcode :912223199
test19共28次循环， 目前第14次 hashcode :422379330
test2共18次循环， 目前第15次 hashcode :708075980
test5共15次循环， 目前第15次 hashcode :1825737020
test4共25次循环， 目前第15次 hashcode :1149790650
test6共22次循环， 目前第15次 hashcode :691902360
test3共16次循环， 目前第15次 hashcode :1535444742
test1共16次循环， 目前第15次 hashcode :2094482202
test0共21次循环， 目前第15次 hashcode :889774551
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当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：3使用中的连接数为：7
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test16共19次循环， 目前第16次 hashcode :889774551
test8共31次循环， 目前第21次 hashcode :1535444742
test9共15次循环， 目前第15次 hashcode :691902360
test17共15次循环， 目前第15次 hashcode :1825737020
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test14共27次循环， 目前第20次 hashcode :708075980
test10共17次循环， 目前第13次 hashcode :1149790650
test16共19次循环， 目前第17次 hashcode :889774551
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test17释放了一个连接
test9释放了一个连接
test13共30次循环， 目前第21次 hashcode :912223199
test14共27次循环， 目前第21次 hashcode :708075980
test10共17次循环， 目前第14次 hashcode :1149790650
test16共19次循环， 目前第18次 hashcode :889774551
test8共31次循环， 目前第23次 hashcode :1535444742
test13共30次循环， 目前第22次 hashcode :912223199
test14共27次循环， 目前第22次 hashcode :708075980
test10共17次循环， 目前第15次 hashcode :1149790650
test16共19次循环， 目前第19次 hashcode :889774551
test8共31次循环， 目前第24次 hashcode :1535444742
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：5使用中的连接数为：5
test14共27次循环， 目前第23次 hashcode :708075980
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test10共17次循环， 目前第16次 hashcode :1149790650
test16释放了一个连接
test8共31次循环， 目前第25次 hashcode :1535444742
test13共30次循环， 目前第24次 hashcode :912223199
test14共27次循环， 目前第24次 hashcode :708075980
test10共17次循环， 目前第17次 hashcode :1149790650
test8共31次循环， 目前第26次 hashcode :1535444742
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test13共30次循环， 目前第25次 hashcode :912223199
test10释放了一个连接
test8共31次循环， 目前第27次 hashcode :1535444742
test14共27次循环， 目前第26次 hashcode :708075980
test13共30次循环， 目前第26次 hashcode :912223199
test8共31次循环， 目前第28次 hashcode :1535444742
test13共30次循环， 目前第27次 hashcode :912223199
test14共27次循环， 目前第27次 hashcode :708075980
test8共31次循环， 目前第29次 hashcode :1535444742
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：7使用中的连接数为：3
test13共30次循环， 目前第28次 hashcode :912223199
test14释放了一个连接
test8共31次循环， 目前第30次 hashcode :1535444742
test13共30次循环， 目前第29次 hashcode :912223199
test8共31次循环， 目前第31次 hashcode :1535444742
test13共30次循环， 目前第30次 hashcode :912223199
test8释放了一个连接
test13释放了一个连接
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
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当前连接池总连接数为: 10 , 空闲连接数为：10使用中的连接数为：0
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