应用框架之Mybatis数据源和连接池
本文将从以下几个方面介绍Mybatis的数据源和连接池：
- MyBatis数据源DataSource分类
- 数据源DataSource的创建过程
- DataSource什么时候创建Connection对象
MyBatis数据源DataSource分类
MyBatis数据源实现是在以下四个包中：
MyBatis把数据源DataSource分为三种：
1、UNPOOLED：不使用连接池的数据源
2、POOLED： 使用连接池的数据源
3、JNDI：使用JNDI实现的数据源（JNDI是 Java 命名与目录接口（Java Naming and Directory Interface），在J2EE规范中是重要的规范之一。JNDI由j2ee容器提供，避免了程序与数据库之间的紧耦合，使应用更加易于配置、易于部署）
DataSource的创建过程
通过上一篇文章 应用框架之Mybatis初始化机制解析 可以知道，在Mybatis初始化过程中，会将DataSource实例放到Configuration对象内的Environment对象中。在解析xml配置时：
<dataSource type="POOLED">
<property name="driver" value="${driver}"/>
<property name="url" value="${url}"/>
<property name="username" value="${username}"/>
<property name="password" value="${password}"/>
</dataSource>通过DataSourceFactory.getDataSource()方法来创建数据源DataSource。
DataSource什么时候创建Connection对象
当我们需要创建SqlSession对象并需要执行SQL语句时，这时候MyBatis才会去调用dataSource对象来创建java.sql.Connection对象。也就是说，java.sql.Connection对象的创建一直延迟到执行SQL语句的时候。例如：
String resource = "mybatis-config.xml";
InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
sqlSession.selectList("SELECT * FROM STUDENTS");前4句都不会导致java.sql.Connection对象的创建，只有当第5句sqlSession.selectList("SELECT * FROM STUDENTS")，才会触发MyBatis在底层执行下面这个方法来创建java.sql.Connection对象：
//Transaction的实现类中创建，最终调用到DataSource的实现类
protected void openConnection() throws SQLException {
if (log.isDebugEnabled()) {
log.debug("Opening JDBC Connection");
}
connection = dataSource.getConnection();
if (level != null) {
connection.setTransactionIsolation(level.getLevel());
}
setDesiredAutoCommit(autoCommmit);
}UnpooledDataSource.getConnection()
使用UnpooledDataSource的getConnection(),每调用一次就会产生一个新的Connection实例对象。
public Connection getConnection() throws SQLException
{
return doGetConnection(username, password);
}
private Connection doGetConnection(String username, String password) throws SQLException
{
//封装username和password成properties
Properties props = new Properties();
if (driverProperties != null)
{
props.putAll(driverProperties);
}
if (username != null)
{
props.setProperty("user", username);
}
if (password != null)
{
props.setProperty("password", password);
}
return doGetConnection(props);
}
/*
* 获取数据连接
*/
private Connection doGetConnection(Properties properties) throws SQLException
{
//1.初始化驱动
initializeDriver();
//2.从DriverManager中获取连接，获取新的Connection对象
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, properties);
//3.配置connection属性
configureConnection(connection);
return connection;
}为什么要使用连接池？
创建一个Connection对象的代价很大，因为创建一个Connection对象的过程，在底层就相当于和数据库建立的通信连接，在建立通信连接的过程，会消耗很多时间，而往往我们建立连接后（即创建Connection对象后），就执行一个简单的SQL语句，然后就要抛弃掉，这是一个非常大的资源浪费！
对于需要频繁地跟数据库交互的应用程序，可以在创建了Connection对象，并操作完数据库后，可以不释放掉资源，而是将它放到内存中，当下次需要操作数据库时，可以直接从内存中取出Connection对象，不需要再创建了，这样就极大地节省了创建Connection对象的资源消耗。
PooledDataSource.getConnection()
PooledDataSource将java.sql.Connection对象包裹成PooledConnection对象放到了PoolState类型的容器中维护。 MyBatis将连接池中的PooledConnection分为两种状态： 空闲状态（idle）和活动状态(active)，这两种状态的PooledConnection对象分别被存储到PoolState容器内的idleConnections和activeConnections两个List集合中。
idleConnections：空闲(idle)状态PooledConnection对象被放置到此集合中，表示当前闲置的没有被使用的PooledConnection集合，调用PooledDataSource的getConnection()方法时，会优先从此集合中取PooledConnection对象。当用完一个java.sql.Connection对象时，MyBatis会将其包裹成PooledConnection对象放到此集合中。
activeConnections：活动(active)状态的PooledConnection对象被放置到名为activeConnections的ArrayList中，表示当前正在被使用的PooledConnection集合，调用PooledDataSource的getConnection()方法时，会优先从idleConnections集合中取PooledConnection对象,如果没有，则看此集合是否已满，如果未满，PooledDataSource会创建出一个PooledConnection，添加到此集合中，并返回。
public Connection getConnection() throws SQLException {
return popConnection(dataSource.getUsername(), dataSource.getPassword()).getProxyConnection();
}
public Connection getConnection(String username, String password) throws SQLException {
return popConnection(username, password).getProxyConnection();
}现在让我们看一下popConnection()方法到底做了什么：
- 先看是否有空闲(idle)状态下的PooledConnection对象，如果有，就直接返回一个可用的PooledConnection对象；否则进行第2步。
- 查看活动状态的PooledConnection池activeConnections是否已满；如果没有满，则创建一个新的PooledConnection对象，然后放到activeConnections池中，然后返回此PooledConnection对象；否则进行第三步；
- 看最先进入activeConnections池中的PooledConnection对象是否已经过期：如果已经过期，从activeConnections池中移除此对象，然后创建一个新的PooledConnection对象，添加到activeConnections中，然后将此对象返回；否则进行第4步。
- 线程等待，循环2步
private PooledConnection popConnection(String username, String password) throws SQLException
{
boolean countedWait = false;
PooledConnection conn = null;
long t = System.currentTimeMillis();
int localBadConnectionCount = 0;
while (conn == null)
{
synchronized (state)
{
if (state.idleConnections.size() > 0)
{
// 连接池中有空闲连接，取出第一个
conn = state.idleConnections.remove(0);
if (log.isDebugEnabled())
{
log.debug("Checked out connection " + conn.getRealHashCode() + " from pool.");
}
}
else
{
// 连接池中没有空闲连接，则取当前正在使用的连接数小于最大限定值，
if (state.activeConnections.size() < poolMaximumActiveConnections)
{
// 创建一个新的connection对象
conn = new PooledConnection(dataSource.getConnection(), this);
@SuppressWarnings("unused")
//used in logging, if enabled
Connection realConn = conn.getRealConnection();
if (log.isDebugEnabled())
{
log.debug("Created connection " + conn.getRealHashCode() + ".");
}
}
else
{
// Cannot create new connection 当活动连接池已满，不能创建时，取出活动连接池的第一个，即最先进入连接池的PooledConnection对象
// 计算它的校验时间，如果校验时间大于连接池规定的最大校验时间，则认为它已经过期了，利用这个PoolConnection内部的realConnection重新生成一个PooledConnection
//
PooledConnection oldestActiveConnection = state.activeConnections.get(0);
long longestCheckoutTime = oldestActiveConnection.getCheckoutTime();
if (longestCheckoutTime > poolMaximumCheckoutTime)
{
// Can claim overdue connection
state.claimedOverdueConnectionCount++;
state.accumulatedCheckoutTimeOfOverdueConnections += longestCheckoutTime;
state.accumulatedCheckoutTime += longestCheckoutTime;
state.activeConnections.remove(oldestActiveConnection);
if (!oldestActiveConnection.getRealConnection().getAutoCommit())
{
oldestActiveConnection.getRealConnection().rollback();
}
conn = new PooledConnection(oldestActiveConnection.getRealConnection(), this);
oldestActiveConnection.invalidate();
if (log.isDebugEnabled())
{
log.debug("Claimed overdue connection " + conn.getRealHashCode() + ".");
}
}
else
{
//如果不能释放，则必须等待有
// Must wait
try
{
if (!countedWait)
{
state.hadToWaitCount++;
countedWait = true;
}
if (log.isDebugEnabled())
{
log.debug("Waiting as long as " + poolTimeToWait + " milliseconds for connection.");
}
long wt = System.currentTimeMillis();
state.wait(poolTimeToWait);
state.accumulatedWaitTime += System.currentTimeMillis() - wt;
}
catch (InterruptedException e)
{
break;
}
}
}
}
//如果获取PooledConnection成功，则更新其信息
if (conn != null)
{
if (conn.isValid())
{
if (!conn.getRealConnection().getAutoCommit())
{
conn.getRealConnection().rollback();
}
conn.setConnectionTypeCode(assembleConnectionTypeCode(dataSource.getUrl(), username, password));
conn.setCheckoutTimestamp(System.currentTimeMillis());
conn.setLastUsedTimestamp(System.currentTimeMillis());
state.activeConnections.add(conn);
state.requestCount++;
state.accumulatedRequestTime += System.currentTimeMillis() - t;
}
else
{
if (log.isDebugEnabled())
{
log.debug("A bad connection (" + conn.getRealHashCode() + ") was returned from the pool, getting another connection.");
}
state.badConnectionCount++;
localBadConnectionCount++;
conn = null;
if (localBadConnectionCount > (poolMaximumIdleConnections + 3))
{
if (log.isDebugEnabled())
{
log.debug("PooledDataSource: Could not get a good connection to the database.");
}
throw new SQLException("PooledDataSource: Could not get a good connection to the database.");
}
}
}
}
}
if (conn == null)
{
if (log.isDebugEnabled())
{
log.debug("PooledDataSource: Unknown severe error condition. The connection pool returned a null connection.");
}
throw new SQLException("PooledDataSource: Unknown severe error condition. The connection pool returned a null connection.");
}
return conn;
}对应的处理流程图如下所示：
Connection对象的回收
这里使用了代理模式，为真正的Connection对象创建一个代理对象，代理对象所有的方法都是调用相应的真正Connection对象的方法实现。当代理对象执行close()方法时，要特殊处理，不调用真正Connection对象的close()方法，而是将Connection对象添加到连接池中。MyBatis的PooledDataSource的PoolState内部维护的对象是PooledConnection类型的对象，而PooledConnection则是对真正的数据库连接java.sql.Connection实例对象的包裹器。
PooledConnection对象内持有一个真正的数据库连接java.sql.Connection实例对象和一个java.sql.Connection的代理：
class PooledConnection implements InvocationHandler {
//......
//所创建它的datasource引用
private PooledDataSource dataSource;
//真正的Connection对象
private Connection realConnection;
//代理自己的代理Connection
private Connection proxyConnection;
//......
}让我们看一下PooledConnection类中的invoke()方法定义：
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
String methodName = method.getName();
//当调用关闭的时候，回收此Connection到PooledDataSource中
if (CLOSE.hashCode() == methodName.hashCode() && CLOSE.equals(methodName)) {
dataSource.pushConnection(this);
return null;
} else {
try {
if (!Object.class.equals(method.getDeclaringClass())) {
checkConnection();
}
return method.invoke(realConnection, args);
} catch (Throwable t) {
throw ExceptionUtil.unwrapThrowable(t);
}
}
}