資料來源連線池的原理及Tomcat中的應用

資料來源連線池的原理及Tomcat中的應用

本文首發於公眾號「

Tomcat那些事兒

」。本公眾號由曾從事應用伺服器核心研發的工程師維護。文章深入Tomcat原始碼，分析應用伺服器的實現細節，工作原理及與之相關的技術，使用技巧，工作實戰等。起於Tomcat但不止於此。同時會分享併發、JVM等，內容多為原創，歡迎關注。

在Java Web開發過程中，會廣泛使用到

資料來源

。

我們基本的使用方式，是透過Spring使用類似如下的配置，來宣告一個數據源：

在之後應用裡對於資料庫的操作，都基於這個資料來源，但這個

資料來源連線池

的建立、銷燬、管理，對於使用者都是近乎透明的，甚至資料庫連線的獲取，我們都看不到Connection物件了。

這種方式是應用自身的資料庫連線池，各個應用之間互相獨立。

在類似於Tomcat這樣的應用伺服器內部，也有提供資料來源的能力，這時的資料來源，可以為多個應用提供服務。

這一點類似於以前寫過關於Tomcat內部的Connector對於執行緒池的使用，可以各個Connector獨立使用執行緒池，也可以共用配置的Executor。（Tomcat的Connector元件）

那麼，在Tomcat中，怎麼樣配置和使用資料來源呢？

先將對應要使用的資料庫的驅動檔案xx。jar放到TOMCAT_HOME/lib目錄下。

編輯TOMCAT_HOME/conf/context。xml檔案，增加類似於下面的內容：

maxTotal=“100” maxIdle=“30” maxWaitMillis=“10000”

username=“root” password=“pwd” driverClassName=“com。mysql。jdbc。Driver”

url=“jdbc：mysql：//localhost：3306/test”/>

需要提供資料來源的應用內，使用JNDI的方式獲取

Context initContext = new InitialContext（）；

Context envContext = （Context）initContext。lookup（“java：/comp/env”）；

DataSource ds = （DataSource）envContext。lookup（“jdbc/TestDB”）；

Connection conn = ds。getConnection（）；

愉快的開始使用資料庫…

我們看，整個過程也並不比使用Spring等框架進行配置複雜，在應用內獲取連線也很容易。多個應用都可以透過第3步的方式獲取資料來源，這使得同時提供多個應用共享資料來源很容易。

這背後的是怎麼實現的呢？

這個容器的連線池是怎麼工作的呢，我們一起來看一看。

在根據context。xml中配置的Resouce初始化的時候，會呼叫具體DataSource對應的實現類，Tomcat內部預設使用的BasicDataSource，在類初始化的時候，會執行這樣一行程式碼DriverManager。getDrivers（），其對應的內容如下，主要作用是使用 java。sql。DriverManager實現的

Service Provider

機制，所有jar檔案包含META-INF/services/java。sql。Driver檔案的，會被自動發現、載入和註冊，不需要在需要獲取連線的時候，再手動的載入和註冊。

public static java。util。Enumeration getDrivers（） {

java。util。Vector result = new java。util。Vector<>（）；

for（DriverInfo aDriver ： registeredDrivers） {

if（isDriverAllowed（aDriver。driver， callerClass）） {

result。addElement（aDriver。driver）；

} else {

println（“ skipping： ” + aDriver。getClass（）。getName（））；

}

}

return （result。elements（））；

}

之後DataSourceFactory會讀取

Resouce

中指定的資料來源的屬性，建立資料來源。

在我們的應用內getConnection的時候，使用ConnectionFactory建立Connection， 注意在建立Connection的時候，重點程式碼是這個樣子：

public PooledObject makeObject（） throws Exception {

Connection conn = _connFactory。createConnection（）；

initializeConnection（conn）；

PoolableConnection pc = new PoolableConnection（conn，_pool， connJmxName）；

return new DefaultPooledObject<>（pc）；

這裡的_pool是GenericObjectPool，連線的獲取是透過其進行的。

public Connection getConnection（） throws SQLException {

C conn = _pool。borrowObject（）；

}

在整個pool中包含幾個佇列，其中比較關鍵的一個定義如下：

private final LinkedBlockingDeque> idleObjects；

我們再看連線的關閉，

public void close（） throws SQLException {

if （getDelegateInternal（） ！= null） {

super。close（）；

super。setDelegate（null）；

}

}

這裡的關閉，並不會真的呼叫到Connection的close方法，我們透過上面的程式碼已經看到，Connection返回的時候，其實是Connection的Wrapper類。在close的時候，真實的會呼叫到下面的程式碼

// Normal close： underlying connection is still open， so we

// simply need to return this proxy to the pool

try {

_pool。returnObject（this）；

} catch（IllegalStateException e） {}

所謂的return，是把連線放回到上面我們提到的idleObjects佇列中。整個連線是放在一個LIFO的佇列中，所以如果沒有關閉或者超過最大空閒連線，就會加到佇列中。而允許外的連線才會真實的銷燬destory。

int maxIdleSave = getMaxIdle（）；

if （isClosed（） || maxIdleSave > -1 && maxIdleSave <= idleObjects。size（）） {

try {

destroy（p）；

} catch （Exception e） {

swallowException（e）；

}

} else {

if （getLifo（）） {

idleObjects。addFirst（p）； // 這裡。

} else {

idleObjects。addLast（p）；

}

if （isClosed（）） {

// Pool closed while object was being added to idle objects。

// Make sure the returned object is destroyed rather than left

// in the idle object pool （which would effectively be a leak）

clear（）；

}

}

總結下：以上是Tomcat內部實現的DataSource部分關鍵程式碼。資料來源我們有時候也稱為

連線池

，所謂

池

的概念，就是一組可以不斷重用的資源，在使用完畢後，重新恢復狀態，以備再次使用。

而

為了達到重用的效果，對於客戶端的關閉操作，就不能做真實意義上的物理關閉，而是根據池的狀態，以執行具體的入隊重用，還是執行物理關閉

。無論連線池，還是執行緒池，池的原理大致都是這樣的。

相關閱讀

：執行緒池的原理Tomcat的Connector元件和Tomcat學設計模式 | 釋出-訂閱模式

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