JDBC数据库连接池的实现

虽然很多厂商都实现了数据库连接池(如：apache)，但要想比较透彻地了解其原理，还是自己亲手实现一下比较好！！

public class ConnectionPool {
	private String jdbcDriver = ""; // 数据库驱动

	private String dbUrl = ""; // 数据 URL

	private String dbUsername = ""; // 数据库用户名

	private String dbPassword = ""; // 数据库用户密码

	private String testTable = ""; // 测试连接是否可用的测试表名，默认没有测试表

	private int initialConnections = 10; // 连接池的初始大小

	private int incrementalConnections = 5;// 连接池自动增加的大小

	private int maxConnections = 50; // 连接池最大的大小

	private Vector connections = null; // 存放连接池中数据库连接的向量 , 初始时为 null

	// 它中存放的对象为 PooledConnection 型

	/**
	 * 构造函数
	 * 
	 * @param jdbcDriver
	 *            String JDBC 驱动类串
	 * @param dbUrl
	 *            String 数据库 URL
	 * @param dbUsername
	 *            String 连接数据库用户名
	 * @param dbPassword
	 *            String 连接数据库用户的密码
	 */
	public ConnectionPool(String jdbcDriver, String dbUrl, String dbUsername,
			String dbPassword) {
		this.jdbcDriver = jdbcDriver;
		this.dbUrl = dbUrl;
		this.dbUsername = dbUsername;
		this.dbPassword = dbPassword;
	}
	/**
	 * 返回连接池的初始大小
	 * 
	 * @return 初始连接池中可获得的连接数量
	 */
	public int getInitialConnections() {
		return this.initialConnections;
	}
	/**
	 * 设置连接池的初始大小
	 * 
	 * @param 用于设置初始连接池中连接的数量
	 */
	public void setInitialConnections(int initialConnections) {
		this.initialConnections = initialConnections;
	}
	/**
	 * 返回连接池自动增加的大小 、
	 * 
	 * @return 连接池自动增加的大小
	 */
	public int getIncrementalConnections() {
		return this.incrementalConnections;
	}
	/**
	 * 设置连接池自动增加的大小
	 * 
	 * @param 连接池自动增加的大小
	 */
	public void setIncrementalConnections(int incrementalConnections) {
		this.incrementalConnections = incrementalConnections;
	}
	/**
	 * 返回连接池中最大的可用连接数量
	 * 
	 * @return 连接池中最大的可用连接数量
	 */
	public int getMaxConnections() {
		return this.maxConnections;
	}
	/**
	 * 设置连接池中最大可用的连接数量
	 * 
	 * @param 设置连接池中最大可用的连接数量值
	 */
	public void setMaxConnections(int maxConnections) {
		this.maxConnections = maxConnections;
	}
	/**
	 * 获取测试数据库表的名字
	 * 
	 * @return 测试数据库表的名字
	 */
	public String getTestTable() {
		return this.testTable;
	}
	/**
	 * 设置测试表的名字
	 * 
	 * @param testTable
	 *            String 测试表的名字
	 */
	public void setTestTable(String testTable) {
		this.testTable = testTable;
	}
	/**
	 * 创建一个数据库连接池，连接池中的可用连接的数量采用类成员 initialConnections 中设置的值
	 */
	public synchronized void createPool() throws Exception {
		// 确保连接池没有创建
		// 如果连接池己经创建了，保存连接的向量 connections 不会为空
		if (connections != null) {
			return; // 如果己经创建，则返回
		}
		// 实例化 JDBC Driver 中指定的驱动类实例
		Driver driver = (Driver) (Class.forName(this.jdbcDriver).newInstance());
		DriverManager.registerDriver(driver); // 注册 JDBC 驱动程序
		// 创建保存连接的向量 , 初始时有 0 个元素
		connections = new Vector();
		// 根据 initialConnections 中设置的值，创建连接。
		createConnections(this.initialConnections);
		System.out.println(" 数据库连接池创建成功！ ");
	}
	/**
	 * 创建由 numConnections 指定数目的数据库连接 , 并把这些连接 放入 connections 向量中
	 * 
	 * @param numConnections
	 *            要创建的数据库连接的数目
	 */
	@SuppressWarnings("unchecked")
	private void createConnections(int numConnections) throws SQLException {
		// 循环创建指定数目的数据库连接
		for (int x = 0; x < numConnections; x++) {
			// 是否连接池中的数据库连接的数量己经达到最大？最大值由类成员 maxConnections
			// 指出，如果 maxConnections 为 0 或负数，表示连接数量没有限制。
			// 如果连接数己经达到最大，即退出。
			if (this.maxConnections > 0
					&& this.connections.size() >= this.maxConnections) {
				break;
			}
			// add a new PooledConnection object to connections vector
			// 增加一个连接到连接池中（向量 connections 中）
			try {
				connections.addElement(new PooledConnection(newConnection()));
			} catch (SQLException e) {
				System.out.println(" 创建数据库连接失败！ " + e.getMessage());
				throw new SQLException();
			}
			System.out.println(" 数据库连接己创建 ......");
		}
	}
	/**
	 * 创建一个新的数据库连接并返回它
	 * 
	 * @return 返回一个新创建的数据库连接
	 */
	private Connection newConnection() throws SQLException {
		// 创建一个数据库连接
		Connection conn = DriverManager.getConnection(dbUrl, dbUsername,
				dbPassword);
		// 如果这是第一次创建数据库连接，即检查数据库，获得此数据库允许支持的
		// 最大客户连接数目
		// connections.size()==0 表示目前没有连接己被创建
		if (connections.size() == 0) {
			DatabaseMetaData metaData = conn.getMetaData();
			int driverMaxConnections = metaData.getMaxConnections();
			// 数据库返回的 driverMaxConnections 若为 0 ，表示此数据库没有最大
			// 连接限制，或数据库的最大连接限制不知道
			// driverMaxConnections 为返回的一个整数，表示此数据库允许客户连接的数目
			// 如果连接池中设置的最大连接数量大于数据库允许的连接数目 , 则置连接池的最大
			// 连接数目为数据库允许的最大数目
			if (driverMaxConnections > 0
					&& this.maxConnections > driverMaxConnections) {
				this.maxConnections = driverMaxConnections;
			}
		}
		return conn; // 返回创建的新的数据库连接
	}
	/**
	 * 通过调用 getFreeConnection() 函数返回一个可用的数据库连接 , 如果当前没有可用的数据库连接，并且更多的数据库连接不能创
	 * 建（如连接池大小的限制），此函数等待一会再尝试获取。
	 * 
	 * @return 返回一个可用的数据库连接对象
	 */
	public synchronized Connection getConnection() throws SQLException {
		// 确保连接池己被创建
		if (connections == null) {
			return null; // 连接池还没创建，则返回 null
		}
		Connection conn = getFreeConnection(); // 获得一个可用的数据库连接
		// 如果目前没有可以使用的连接，即所有的连接都在使用中
		while (conn == null) {
			// 等一会再试
			wait(250);
			conn = getFreeConnection(); // 重新再试，直到获得可用的连接，如果
			// getFreeConnection() 返回的为 null
			// 则表明创建一批连接后也不可获得可用连接
		}
		return conn;// 返回获得的可用的连接
	}
	/**
	 * 
	 * 本函数从连接池向量 connections 中返回一个可用的的数据库连接，如果 当前没有可用的数据库连接，本函数则根据
	 * incrementalConnections 设置 的值创建几个数据库连接，并放入连接池中。 如果创建后，所有的连接仍都在使用中，则返回 null
	 * 
	 * @return 返回一个可用的数据库连接
	 */
	private Connection getFreeConnection() throws SQLException {
		// 从连接池中获得一个可用的数据库连接
		Connection conn = findFreeConnection();
		if (conn == null) {
			// 如果目前连接池中没有可用的连接
			// 创建一些连接
			createConnections(incrementalConnections);
			// 重新从池中查找是否有可用连接
			conn = findFreeConnection();
			if (conn == null) {
				// 如果创建连接后仍获得不到可用的连接，则返回 null
				return null;
			}
		}
		return conn;
	}

	/**
	 * 查找连接池中所有的连接，查找一个可用的数据库连接， 如果没有可用的连接，返回 null
	 * 
	 * @return 返回一个可用的数据库连接
	 */
	private Connection findFreeConnection() throws SQLException {
		Connection conn = null;
		PooledConnection pConn = null;
		// 获得连接池向量中所有的对象
		Enumeration enumerate = connections.elements();
		// 遍历所有的对象，看是否有可用的连接
		while (enumerate.hasMoreElements()) {
			pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();
			if (!pConn.isBusy()) {
				// 如果此对象不忙，则获得它的数据库连接并把它设为忙
				conn = pConn.getConnection();
				pConn.setBusy(true);
				// 测试此连接是否可用
				if (!testConnection(conn)) {
					// 如果此连接不可再用了，则创建一个新的连接，
					// 并替换此不可用的连接对象，如果创建失败返回 null
					try {
						conn = newConnection();
					} catch (SQLException e) {
						System.out.println(" 创建数据库连接失败！ " + e.getMessage());
						return null;
					}
					pConn.setConnection(conn);
				}
				break; // 己经找到一个可用的连接，退出
			}
		}
		return conn;// 返回找到到的可用连接
	}
	/**
	 * 测试一个连接是否可用，如果不可用，关掉它并返回 false 否则可用返回 true
	 * 
	 * @param conn
	 *            需要测试的数据库连接
	 * @return 返回 true 表示此连接可用， false 表示不可用
	 */
	private boolean testConnection(Connection conn) {
		try {
			// 判断测试表是否存在
			if (testTable.equals("")) {
				// 如果测试表为空，试着使用此连接的 setAutoCommit() 方法
				// 来判断连接否可用（此方法只在部分数据库可用，如果不可用 ,
				// 抛出异常）。注意：使用测试表的方法更可靠
				conn.setAutoCommit(true);
			} else {// 有测试表的时候使用测试表测试
				// check if this connection is valid
				Statement stmt = conn.createStatement();
				stmt.execute("select count(*) from " + testTable);
			}
		} catch (SQLException e) {
			// 上面抛出异常，此连接己不可用，关闭它，并返回 false;
			closeConnection(conn);
			return false;
		}
		// 连接可用，返回 true
		return true;
	}
	/**
	 * 此函数返回一个数据库连接到连接池中，并把此连接置为空闲。
	 * 
	 * 所有使用连接池获得的数据库连接均应在不使用此连接时返回它。
	 * 
	 * @param 需返回到连接池中的连接对象
	 */
	public void returnConnection(Connection conn) {
		// 确保连接池存在，如果连接没有创建（不存在），直接返回
		if (connections == null) {
			System.out.println(" 连接池不存在，无法返回此连接到连接池中 !");
			return;
		}
		PooledConnection pConn = null;
		Enumeration enumerate = connections.elements();
		// 遍历连接池中的所有连接，找到这个要返回的连接对象
		while (enumerate.hasMoreElements()) {
			pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();
			// 先找到连接池中的要返回的连接对象
			if (conn == pConn.getConnection()) {
				// 找到了 , 设置此连接为空闲状态
				pConn.setBusy(false);
				break;
			}
		}
	}
	/**
	 * 刷新连接池中所有的连接对象
	 */
	public synchronized void refreshConnections() throws SQLException {
		// 确保连接池己创新存在
		if (connections == null) {
			System.out.println(" 连接池不存在，无法刷新 !");
			return;
		}
		PooledConnection pConn = null;
		Enumeration enumerate = connections.elements();
		while (enumerate.hasMoreElements()) {
			// 获得一个连接对象
			pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();
			// 如果对象忙则等 5 秒 ,5 秒后直接刷新
			if (pConn.isBusy()) {
				wait(5000); // 等 5 秒
			}
			// 关闭此连接，用一个新的连接代替它。
			closeConnection(pConn.getConnection());
			pConn.setConnection(newConnection());
			pConn.setBusy(false);
		}
	}
	/**
	 * 关闭连接池中所有的连接，并清空连接池。
	 */
	public synchronized void closeConnectionPool() throws SQLException {
		// 确保连接池存在，如果不存在，返回
		if (connections == null) {
			System.out.println(" 连接池不存在，无法关闭 !");
			return;
		}
		PooledConnection pConn = null;
		Enumeration enumerate = connections.elements();
		while (enumerate.hasMoreElements())
			pConn = (PooledConnection) enumerate.nextElement();
		// 如果忙，等 5 秒
		if (pConn.isBusy()) {
			wait(5000); // 等 5 秒
		}
		// 5 秒后直接关闭它
		closeConnection(pConn.getConnection());
		// 从连接池向量中删除它
		connections.removeElement(pConn);
		connections = null;
	}
	// 置连接池为空

	/**
	 * 关闭一个数据库连接
	 * 
	 * @param 需要关闭的数据库连接
	 */
	private void closeConnection(Connection conn) {
		try {
			conn.close();
		} catch (SQLException e) {
			System.out.println(" 关闭数据库连接出错： " + e.getMessage());
		}
	}
	/**
	 * 使程序等待给定的毫秒数
	 * 
	 * @param 给定的毫秒数
	 */
	private void wait(int mSeconds) {
		try {
			Thread.sleep(mSeconds);
		} catch (InterruptedException e) {
		}
	}
	/**
	 * 内部使用的用于保存连接池中连接对象的类 此类中有两个成员，一个是数据库的连接，另一个是指示此连接是否 正在使用的标志。
	 */
	class PooledConnection {
		Connection connection = null;// 数据库连接
		boolean busy = false; // 此连接是否正在使用的标志，默认没有正在使用
		// 构造函数，根据一个 Connection 构告一个 PooledConnection 对象
		public PooledConnection(Connection connection) {
			this.connection = connection;
		}
		// 返回此对象中的连接
		public Connection getConnection() {
			return connection;
		}
		// 设置此对象的，连接
		public void setConnection(Connection connection) {
			this.connection = connection;
		}
		// 获得对象连接是否忙
		public boolean isBusy() {
			return busy;
		}
		// 设置对象的连接正在忙
		public void setBusy(boolean busy) {
			this.busy = busy;
		}
	}
}

这个例子是根据POSTGRESQL数据库写的，
请用的时候根据实际的数据库调整。
调用方法如下：
①　ConnectionPool connPool = new ConnectionPool(
      "org.postgresql.Driver"
                                                ,"jdbc:postgresql://dbURI:5432/DBName"
                                                ,"postgre"
                                                ,"postgre");

②　connPool .createPool();
　　Connection conn = connPool .getConnection();