摘要：當(dāng)一個(gè)可以被回收的時(shí)候，將會(huì)使用風(fēng)格的事件去通知連接池管理器應(yīng)用服務(wù)器。為了發(fā)生連接事件時(shí)能被通知到，連接池管理器必須實(shí)現(xiàn)接口，然后會(huì)將其注冊(cè)為連接事件的一個(gè)監(jiān)聽者。

在基本的 DataSource 實(shí)現(xiàn)中，客戶端的 Connection 對(duì)象與物理數(shù)據(jù)庫連接有著1:1的關(guān)系。當(dāng) Connection 被關(guān)閉以后，物理連接也會(huì)被關(guān)閉。因此，連接的頻繁打開、初始化以及關(guān)閉，會(huì)在一個(gè)客戶端會(huì)話中上演多次，帶來了過重的性能消耗。
而連接池就能解決這個(gè)問題，連接池維護(hù)了一系列物理數(shù)據(jù)庫連接的緩存，可以被多個(gè)客戶端會(huì)話重復(fù)使用。連接池能夠極大地提高性能和可擴(kuò)展性，特別是在一個(gè)三層架構(gòu)的環(huán)境中，大量的客戶端可以共享一個(gè)數(shù)量比較小的物理數(shù)據(jù)庫連接池。在圖11-1中，JDBC 驅(qū)動(dòng)提供了一個(gè) ConnectionPoolDataSource 的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用服務(wù)器可以用它來創(chuàng)建和管理連接池。

連接池的管理策略跟具體的實(shí)現(xiàn)有關(guān)，也跟具體的應(yīng)用服務(wù)器有關(guān)。應(yīng)用服務(wù)器對(duì)客戶端提供了一個(gè) DataSource 接口的具體實(shí)現(xiàn)，使得連接池化對(duì)于客戶端來說是透明的。最終，客戶端使用 DataSource API 就能和之前使用 JNDI 一樣，獲得了更好的性能和可擴(kuò)展性。

下文將會(huì)介紹 ConnectionPoolDataSource 接口、PooledConnection 接口以及 ConnectionEvent 類，這三個(gè)組成部分是一個(gè)相互合作的關(guān)系，下文將以一個(gè)經(jīng)典線程池的實(shí)現(xiàn)的角度，逐步描述這幾部分。這一章也會(huì)介紹基本的 DataSource 對(duì)象和池化的 DataSource 對(duì)象之間的區(qū)別，此外，還會(huì)討論一個(gè)池化的連接如何能夠維護(hù)一堆可重用的 PreparedStatement 對(duì)象。

盡管本章中的所有討論都是假設(shè)在三層架構(gòu)環(huán)境下的，但連接的池化在兩層架構(gòu)的環(huán)境下也同樣有用。
在兩層架構(gòu)的環(huán)境中，JDBC 驅(qū)動(dòng)既實(shí)現(xiàn)了 DataSource 接口，也實(shí)現(xiàn) ConnectionPoolDataSource 接口，這種實(shí)現(xiàn)方式允許客戶端打開或者關(guān)閉多個(gè)連接。

一般來說， 一個(gè) JDBC 驅(qū)動(dòng)會(huì)去實(shí)現(xiàn) ConnectionPoolDataSource 接口，應(yīng)用服務(wù)器可以使用這個(gè)接口來獲得 PooledConnection 對(duì)象，以下代碼展示了 getPooledConnection 方法的兩種版本

public interface ConnectionPoolDataSource {
    PooledConnection getPooledConnection() throws SQLException;
    PooledConnection getPooledConnection(String user, String password) throws SQLException;
}

一個(gè) PooledConnection 對(duì)象代表一條與數(shù)據(jù)源之間的物理連接。JDBC 驅(qū)動(dòng)對(duì)于 PooledConnection 的實(shí)現(xiàn)，則會(huì)封裝所有與維護(hù)這條連接相關(guān)的細(xì)節(jié)。
應(yīng)用服務(wù)器則會(huì)在它的 DataSource 接口的實(shí)現(xiàn)中，緩存和重用這些 PooledConnection。當(dāng)客戶端調(diào)用 DataSource.getConnection 方法時(shí)，應(yīng)用服務(wù)器將會(huì)使用物理 PooledConnection 去獲取一個(gè)邏輯 Connection 對(duì)象。以下代碼是 PooledConnection 接口的一些方法定義：

public interface PooledConnection {
    Connection getConnection() throws SQLException;
    void close() throws SQLException;
    void addConnectionEventListener(
    ConnectionEventListener listener);
    void addStatementEventListener(
    StatementEventListener listener);
    void removeConnectionEventListener(
    ConnectionEventListener listener);
    void removeStatementEventListener(
    StatementEventListener listener);
}

當(dāng)客戶端使用完連接以后，它使用 Connection.close 方法來關(guān)閉這條邏輯連接，這個(gè)動(dòng)作只是關(guān)閉了邏輯連接，但并不會(huì)關(guān)閉物理連接。物理連接會(huì)被歸還到池子里，以待重用。
在這里，連接的池化對(duì)于客戶端來說完全是透明的，客戶端能像使用非池化連接那樣去使用池化連接。

需要注意的是，當(dāng)對(duì)池化的連接調(diào)用 Connection.close() 方法時(shí)，之前通過 Connection.setClientInfo 設(shè)置的屬性將會(huì)被清除掉。

回憶先前說過的，當(dāng) Connection.close 方法被調(diào)用后，底層的物理連接 PooledConnection 就可以再次被重用。當(dāng)一個(gè) PooledConnection 可以被回收的時(shí)候，將會(huì)使用 JavaBean 風(fēng)格的事件去通知連接池管理器（應(yīng)用服務(wù)器）。
為了發(fā)生連接事件時(shí)能被通知到，連接池管理器必須實(shí)現(xiàn) ConnectionEventListener 接口，然后 PooledConnection 會(huì)將其注冊(cè)為連接事件的一個(gè)監(jiān)聽者。ConnectionEventListener 接口定義了兩個(gè)方法，也體現(xiàn)出了可能發(fā)生的兩種不同的事件：

connectionClosed 事件 --- 當(dāng)邏輯連接 Connection.close 被調(diào)用時(shí)產(chǎn)生此事件

connectionErrorOccurred --- 當(dāng)出現(xiàn)一些致命的錯(cuò)誤，比如說數(shù)據(jù)庫宕機(jī)導(dǎo)致連接丟失的時(shí)候，會(huì)觸發(fā)這個(gè)事件

連接池管理器通過調(diào)用 PooledConnection.addConnectionEventListener 方法來將自己注冊(cè)為一個(gè) PooledConnection 的監(jiān)聽者。一般情況下，注冊(cè)的動(dòng)作都發(fā)生在將連接歸還到池子里之前。
JDBC 驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)在對(duì)應(yīng)的事件發(fā)生的時(shí)候，調(diào)用回調(diào)方法，這兩個(gè)方法都需要一個(gè) ConnectionEvent 對(duì)象作為參數(shù)，通過這個(gè)對(duì)象可以判斷到底是哪個(gè) PooledConnection 被關(guān)閉了或者發(fā)生了錯(cuò)誤。
當(dāng)客戶端關(guān)閉了邏輯連接的時(shí)候，JDBC 驅(qū)動(dòng)會(huì)通過調(diào)用監(jiān)聽者所實(shí)現(xiàn)的 connectionClosed 方法來通知監(jiān)聽者，此時(shí)，監(jiān)聽者（連接池管理器）可以將該連接歸還到池子里以便重用。當(dāng)致命性錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，JDBC 驅(qū)動(dòng)首先會(huì)調(diào)用監(jiān)聽者實(shí)現(xiàn)的 connectionErrorOccurred 方法，然后再拋出一個(gè) SQLException 異常。這個(gè)時(shí)候，監(jiān)聽者就可以通過 PooledConnection.close 方法來將物理連接關(guān)閉。

以下步驟列出了客戶端使用連接池池化時(shí)，實(shí)際上發(fā)生的事情：

客戶端調(diào)用 DataSource.getConnection 方法

應(yīng)用服務(wù)器在它自己支持連接池的 DataSource 實(shí)現(xiàn)中，查找是否有可用的 PooledConnection 對(duì)象

如果沒有可用的 PooledConnection 對(duì)象，應(yīng)用服務(wù)器調(diào)用 ConnectionPoolDataSource.getPooledConnection 來創(chuàng)建一條物理連接，JDBC 驅(qū)動(dòng)的具體實(shí)現(xiàn)會(huì)負(fù)責(zé)連接創(chuàng)建的具體細(xì)節(jié)，并把它交給應(yīng)用服務(wù)器管理。

無論是新建的 PooledConnection 還是已經(jīng)創(chuàng)建好的處于可用狀態(tài)的，應(yīng)用服務(wù)器會(huì)對(duì)這條連接進(jìn)行一些標(biāo)識(shí)，標(biāo)記它處于正在使用的狀態(tài)。

應(yīng)用服務(wù)器調(diào)用 PooledConnection.getConnection 方法來獲得一個(gè)邏輯上的 Connection 對(duì)象，這個(gè)對(duì)象底層實(shí)際上關(guān)聯(lián)了一個(gè)物理的 PooledConnection 對(duì)象，客戶端調(diào)用 DataSource.getConnection 方法，返回值拿到的是邏輯上的 Connection 對(duì)象。

應(yīng)用服務(wù)器通過調(diào)用 PooledConnection.addConnectionEventListener 方法將它自己注冊(cè)為一個(gè) ConnectionEventListener，當(dāng) PooledConnection 處于可用狀態(tài)時(shí)，應(yīng)用服務(wù)器就會(huì)得到相應(yīng)的事件通知。

由 DataSource.getConnection 方法返回的邏輯 Connection 對(duì)象，依然是使用 Connection API，直到 Connection.close 被調(diào)用之前，底層的 PooledConnection 都處于使用狀態(tài)，不可被重用。

即使在沒有應(yīng)用服務(wù)器的兩層架構(gòu)環(huán)境中，連接依然可以做到池化。這種情況下，JDBC 驅(qū)動(dòng)需要實(shí)現(xiàn) DataSource 接口和 ConnectionPoolDataSource 接口。

拋開對(duì)性能和擴(kuò)展性的提升不說，客戶端使用 DataSource 接口的時(shí)候，不需要去關(guān)心它底層的實(shí)現(xiàn)是否池化，客戶端面向的是一套統(tǒng)一的，無差別的使用方式。
常規(guī)的 DataSource 實(shí)現(xiàn)，即不實(shí)現(xiàn)連接池化功能的實(shí)現(xiàn)，一般由 JDBC 驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，通常有以下兩個(gè)觀點(diǎn)被認(rèn)為是正確的：

DataSource.getConnection 方法創(chuàng)建一個(gè)新的 Connection 對(duì)象來代表一條真正的物理連接，并且封裝了所有維護(hù)和管理這條物理連接的細(xì)節(jié)。

Connection.close 方法關(guān)閉底層的物理連接并釋放相關(guān)的資源

在一個(gè)實(shí)現(xiàn)了池化的 DataSource 實(shí)現(xiàn)中，情況則有些不一樣，以下幾個(gè)觀點(diǎn)被認(rèn)為是正確的：

在 DataSource 的實(shí)現(xiàn)中，包含了一個(gè)提供了連接池化功能的模塊，這個(gè)模塊要怎么實(shí)現(xiàn)沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因人而異。這個(gè)模塊會(huì)緩存一系列 PooledConnection 對(duì)象。DataSource 的實(shí)現(xiàn)類，通常處于驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的 ConnectionPoolDataSource 和 PooledConnection 接口的上層。

DataSource.getConnection 方法會(huì)調(diào)用 PooledConnection 方法去獲得對(duì)底層物理連接的一個(gè)句柄，如果已有的連接池里沒有現(xiàn)成可用的連接，那么這個(gè)時(shí)候就需要新建物理連接，只有在這種情況下，新建物理連接對(duì)性能的消耗才體現(xiàn)出來。當(dāng)需要?jiǎng)?chuàng)建新的物理連接的時(shí)候，ConnectionPoolDataSource 的 getPooledConnection 會(huì)被調(diào)用，對(duì)于物理連接的管理細(xì)節(jié)，則委托給了 PooledConnection 對(duì)象。

Connection.close 方法被調(diào)用時(shí)，只是關(guān)閉邏輯上的連接句柄，并不會(huì)關(guān)閉實(shí)際上的物理連接。連接池管理者此時(shí)會(huì)收到一個(gè)事件通知，被告知一個(gè) PooledConnection 處于可重用狀態(tài)了。如果此時(shí)客戶端仍然企圖使用這個(gè)邏輯上的連接句柄，那么只會(huì)得到一個(gè) SQLException 異常。

一個(gè)物理 PooledConnection 在它的整個(gè)生命周期中，可能會(huì)產(chǎn)生許多的邏輯 Connection 對(duì)象，但只有最近一次產(chǎn)生的 Connection 對(duì)象才是有效的，當(dāng) PooledConnection.getConnection 方法被調(diào)用時(shí)，先前已經(jīng)存在的 Connection 對(duì)象，將會(huì)被自動(dòng)關(guān)閉。這種情況下，關(guān)閉不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的事件去通知監(jiān)聽者。

這給了應(yīng)用服務(wù)器一種從客戶端強(qiáng)行拿走連接的方式，這種情形可能很少見，但是當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器需要進(jìn)行強(qiáng)制關(guān)閉時(shí)，這個(gè)特性可能會(huì)很有用

連接池的管理者通過調(diào)用 PooledConnection.close 方法來關(guān)閉物理連接，一般發(fā)生以下情況時(shí)，才會(huì)這么做：當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器正常退出時(shí)，當(dāng)需要重新初始化連接的緩存時(shí)，或者是該連接上發(fā)生一些不可恢復(fù)的致命性錯(cuò)誤時(shí)。

進(jìn)行連接池化的部署，需要提供一個(gè)客戶端代碼可以接觸到的 DataSource 對(duì)象，并且還需要把一個(gè) ConnectionPoolDataSource 對(duì)象注冊(cè)到 JNDI 中。
第一步，部署 ConnectionPoolDataSource，如下代碼所示：

// ConnectionPoolDS implements the ConnectionPoolDataSource
// interface. Create an instance and set properties.
com.acme.jdbc.ConnectionPoolDS cpds = new com.acme.jdbc.ConnectionPoolDS();
cpds.setServerName(“bookserver”);
cpds.setDatabaseName(“booklist”);
cpds.setPortNumber(9040);
cpds.setDescription(“Connection pooling for bookserver”);
// Register the ConnectionPoolDS with JNDI, using the logical name
// “jdbc/pool/bookserver_pool”
Context ctx = new InitialContext();
ctx.bind(“jdbc/pool/bookserver_pool”, cpds);    

上述步驟做好以后，ConnectionPoolDataSource 對(duì)象就可以被對(duì)客戶端代碼可見的 DataSource 使用了，DataSource 的部署需要依賴于先前部署的 ConnectionPoolDataSource，如下代碼所示：

// PooledDataSource implements the DataSource interface.
// Create an instance and set properties.
com.acme.appserver.PooledDataSource ds =
new com.acme.appserver.PooledDataSource();
ds.setDescription(“Datasource with connection pooling”);
// Reference the previously registered ConnectionPoolDataSource
ds.setDataSourceName(“jdbc/pool/bookserver_pool”);
// Register the DataSource implementation with JNDI, using the logical
// name “jdbc/bookserver”.
Context ctx = new InitialContext();
ctx.bind(“jdbc/bookserver”, ds);

到此，客戶端代碼就可以使用這個(gè) DataSource 了。

JDBC 規(guī)范對(duì)于 statement 的池化也提供了一些支持。statement 池化這個(gè)特性，能讓應(yīng)用層像 connection 重用一樣，對(duì) PreparedStatement 進(jìn)行重用，這個(gè)特性需要以連接池化為基礎(chǔ)。
下圖展示了 PooledConnection 與 PreparedStament 之間的關(guān)系。邏輯 Connection 可以透明地使用多個(gè) PreparedStatement 對(duì)象。

上圖中，連接池和 statement 池由應(yīng)用服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)。不過，這些功能其實(shí)也可以由驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)，或者是數(shù)據(jù)源來實(shí)現(xiàn)。這里我們對(duì)于 statement 池化的討論，其實(shí)是適用于以上提到的所有實(shí)現(xiàn)方式的。

對(duì)于 statement 的重用，必須對(duì)應(yīng)用透明。也就是說，從應(yīng)用開發(fā)的角度，對(duì)一個(gè) statement 的使用，不需要關(guān)心它是否是池化的實(shí)現(xiàn)。statement 在底層會(huì)一直保持處于打開狀態(tài)，應(yīng)用層的代碼也不需要改變。如果應(yīng)用層關(guān)閉了這個(gè) statement，它依然需要調(diào)用 Connection.prepareStatement 方法來繼續(xù)使用它。statement 的池化對(duì)于應(yīng)用層來說，使用方式上是透明的，應(yīng)用層唯一能感知到不同的，是它帶來的明顯的性能提升。
應(yīng)用層需要通過調(diào)用 DatabaseMetadata 的 supportStatementPooling 方法，來判斷一個(gè)數(shù)據(jù)源是否支持 statement 重用。
在很多情況下，對(duì)于 statement 的重用，是一種非常有意義的優(yōu)化，尤其是負(fù)責(zé)的 prepared statement。不過，需要注意的是，大量的 statement 處于打開狀態(tài)，有可能會(huì)對(duì)資源帶來影響。

一旦應(yīng)用層關(guān)閉了一個(gè) statement，無論它是否是池化的，它都不能再繼續(xù)被使用了，否則會(huì)導(dǎo)致異常拋出。
以下幾個(gè)方法會(huì)關(guān)閉一個(gè)池化的 statement:

Statement.close --- 由應(yīng)用層調(diào)用。如果一個(gè) statement 是池化的，調(diào)用這個(gè)方法會(huì)關(guān)閉邏輯上的 statement，但不會(huì)關(guān)閉底層的已經(jīng)池化的物理 statement。

Connection.close --- 由應(yīng)用層調(diào)用。

非池化連接 --- 關(guān)閉底層的物理連接和由這個(gè)連接創(chuàng)建的所有 statement。這樣做是必要的，因?yàn)槔厥諜C(jī)制無法檢測(cè)到外部的資源什么時(shí)候會(huì)被釋放。

池化連接 --- 僅關(guān)閉邏輯上的連接和這個(gè)連接所創(chuàng)建的邏輯 statement，底層的物理連接以及相關(guān)的 statement 不會(huì)被關(guān)閉。

PooledConnection.close --- 由連接池管理者調(diào)用。會(huì)關(guān)閉底層的物理連接以及所有相關(guān)的 statement。

應(yīng)用層無法直接關(guān)閉一個(gè)已經(jīng)池化的物理 statement，這是連接池管理器做的事情。PooledConnection.close 方法關(guān)閉物理連接以及所有的關(guān)聯(lián) statement，釋放掉相關(guān)的資源。
應(yīng)用層也無法直接控制 statement 應(yīng)該如何被池化。一個(gè)池化的 statement 總是與一個(gè) PooledConnection 相關(guān)聯(lián)的，ConnectionPoolDataSource 可以用來對(duì)池化做一些屬性設(shè)置。

如果連接池管理器支持 statement 池化，它必須實(shí)現(xiàn) StatementEventListener 接口，然后將自己注冊(cè)為 PooledConnection 對(duì)象的監(jiān)聽者。這個(gè)接口定義了以下兩個(gè)方法，用來監(jiān)聽有可能發(fā)生在一個(gè) PreparedStatement 對(duì)象上的兩種事件。

statementClosed --- 當(dāng)與 PooledConnection 對(duì)象相關(guān)聯(lián)的邏輯 PreparedStatement 對(duì)象被關(guān)閉時(shí)觸發(fā)，也就是說，當(dāng)應(yīng)用層調(diào)用 PreparedStatement.close 方法時(shí)。

statementErrorOccurred --- 當(dāng) JDBC 驅(qū)動(dòng)監(jiān)測(cè)到 PreparedStatement 對(duì)象不可用時(shí)觸發(fā)。

連接池管理器通過 PooledConnection.addStatementEventListener 方法將自己注冊(cè)為監(jiān)聽者。一般來說，在連接池管理器返回一個(gè) PreparedStatement 對(duì)象給應(yīng)用層使用之前，它必須先把自己注冊(cè)為一個(gè)監(jiān)聽者。
當(dāng)對(duì)應(yīng)的事件發(fā)生時(shí)，驅(qū)動(dòng)會(huì)調(diào)用 StatementEventListener 的 statementClosed 方法和 statementErrorOccurred 方法，這兩個(gè)方法都接收一個(gè) statementEvent 對(duì)象作為參數(shù)，這個(gè)參數(shù)就可以用來判斷是發(fā)生了關(guān)閉事件還是異常事件。當(dāng) JDBC 應(yīng)用關(guān)閉邏輯 statement ，或者一些錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，JDBC 驅(qū)動(dòng)會(huì)調(diào)用相關(guān)的方法，這個(gè)時(shí)候，連接池管理器它就可以將這個(gè) statement 放回池子以便重用，或者是拋出異常。

JDBC 的 API 定義了一系列的屬性來設(shè)置與池化相關(guān)的屬性：

連接池的配置風(fēng)格遵循 JavaBean 風(fēng)格。連接池廠商如果需要增加配置屬性，那這些新增的屬性名不應(yīng)與已有的標(biāo)準(zhǔn)屬性名重復(fù)。
與 DataSource 的實(shí)現(xiàn)一樣，ConnectionPoolDataSource 的實(shí)現(xiàn)也必須為每個(gè)屬性增加 setter 和 getter 方法，以下代碼是一個(gè)示例：

VendorConnectionPoolDS vcp = new VendorConnectionPoolDS();
vcp.setMaxStatements(25);
vcp.setInitialPoolSize(10);
vcp.setMinPoolSize(1);
vcp.setMaxPoolSize(0);
vcp.setMaxIdleTime(0);
vcp.setPropertyCycle(300);

應(yīng)用服務(wù)器會(huì)根據(jù)設(shè)置的屬性，來決定應(yīng)該如何管理相關(guān)的池子。
ConnectionPoolDataSource 的配置屬性無須被 JDBC 客戶端直接訪問。一些管理工具需要訪問的話，建議通過反射的方式。