39、数据库连接池与Servlet/JSP开发全解析

最新推荐文章于 2025-09-01 21:11:26 发布
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分类专栏： Servlets与JSP深度解析 文章标签： 数据库连接池 Servlet JSP
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数据库连接池与Servlet/JSP开发全解析

1. 数据库连接池案例研究

在数据库操作中，连接池是一种优化数据库访问的重要技术。下面通过几个不同的Servlet示例来研究连接池的性能。

1.1 不同连接方式的性能对比
条件 平均时间
快速局域网连接数据库，初始10个连接，最大50个连接 (ConnectionPoolServlet) 1.8秒
快速局域网连接数据库，复用单个连接 (ConnectionPoolServlet2) 2.0秒
快速局域网连接数据库，不使用连接池 (ConnectionPoolServlet3) 2.8秒

从这个表格可以看出，使用连接池能够显著提高数据库访问的性能，尤其是在多连接的情况下。

1.2 ConnectionPoolServlet代码分析 
package coreservlets;
import java.io.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import java.sql.*;

public class ConnectionPoolServlet extends HttpServlet {
  private ConnectionPool connectionPool;

  public void doGet(HttpServletRequest request,
                    HttpServletResponse response)
      throws ServletException, IOException {
    String table;
    try {
      String query =
        "SELECT firstname, lastname " +
        " FROM employees WHERE salary > 70000";
      Connection connection = connectionPool.getConnection();
      DBResults results =
          DatabaseUtilities.getQueryResults(connection,
                                            query, false);
      connectionPool.free(connection);
      table = results.toHTMLTable("#FFAD00");
    } catch(Exception e) {
      table = "Error: " + e;
    }
    response.setContentType("text/html");
    response.setHeader("Pragma", "no-cache"); 
    response.setHeader("Cache-Control", "no-cache"); 
    PrintWriter out = response.getWriter();
    String title = "Connection Pool Test";
    out.println(ServletUtilities.headWithTitle(title) +
                "<BODY BGCOLOR=\"#FDF5E6\">\n" +
                "<CENTER>\n" +
                table + "\n" +
                "</CENTER>\n</BODY></HTML>");
  }

  public void init() {
    int vendor = DriverUtilities.SYBASE;
    String driver = DriverUtilities.getDriver(vendor);
    String host = "dbhost2.apl.jhu.edu";
    String dbName = "605741";
    String url = DriverUtilities.makeURL(host, dbName, vendor);
    String username = "hall";
    String password = "xxxx"; 
    try {
      connectionPool =
        new ConnectionPool(driver, url, username, password,
                           initialConnections(),
                           maxConnections(),
                           true);
    } catch(SQLException sqle) {
      System.err.println("Error making pool: " + sqle);
      getServletContext().log("Error making pool: " + sqle);
      connectionPool = null;
    }
  }

  public void destroy() {
    connectionPool.closeAllConnections();
  }

  protected int initialConnections() {
    return(10);
  }

  protected int maxConnections() {
    return(50);
  }
}
  • init方法 ：在Servlet初始化时创建连接池。
  • doGet方法 ：处理HTTP GET请求，从连接池获取连接，执行数据库查询，最后释放连接。
  • destroy方法 ：在Servlet销毁时关闭所有连接。
1.3 ConnectionPoolServlet2和ConnectionPoolServlet3
  • ConnectionPoolServlet2 ：是 ConnectionPoolServlet 的变体，只使用一个连接，将所有请求排队处理。 
package coreservlets;

public class ConnectionPoolServlet2
      extends ConnectionPoolServlet {

  protected int initialConnections() {
    return(1);
  }

  protected int maxConnections() {
    return(1);
  }
}
  • ConnectionPoolServlet3 ：不使用连接池，每次请求都创建新的连接。 
package coreservlets;
import java.io.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
import java.sql.*;

public class ConnectionPoolServlet3 extends HttpServlet {
  private String url, username, password;

  public void doGet(HttpServletRequest request,
                    HttpServletResponse response)
      throws ServletException, IOException {
    String table;
    String query =
      "SELECT firstname, lastname " +
      " FROM employees WHERE salary > 70000";
    try {
      Connection connection =
        DriverManager.getConnection(url, username, password);
      DBResults results =
        DatabaseUtilities.getQueryResults(connection,
                                          query, true);
      table = results.toHTMLTable("#FFAD00");
    } catch(Exception e) {
      table = "Exception: " + e;
    }
    response.setContentType("text/html");
    response.setHeader("Pragma", "no-cache"); 
    response.setHeader("Cache-Control", "no-cache"); 
    PrintWriter out = response.getWriter();
    String title = "Connection Pool Test (*No* Pooling)";
    out.println(ServletUtilities.headWithTitle(title) +
                "<BODY BGCOLOR=\"#FDF5E6\">\n" +
                "<CENTER>\n" +
                table + "\n" +
                "</CENTER>\n</BODY></HTML>");
  }

  public void init() {
    try {
      int vendor = DriverUtilities.SYBASE;
      String driver = DriverUtilities.getDriver(vendor);
      Class.forName(driver);
      String host = "dbhost2.apl.jhu.edu";
      String dbName = "605741";
      url = DriverUtilities.makeURL(host, dbName, vendor);
      username = "hall";
      password = "xxxx"; 
    } catch(ClassNotFoundException e) {
      System.err.println("Error initializing: " + e);
      getServletContext().log("Error initializing: " + e);
    }
  }
}
2. 共享连接池

在实际应用中，多个Servlet可能会访问同一个数据库，这时可以考虑共享连接池。主要有两种方法：使用Servlet上下文和使用单例类。

2.1 使用Servlet上下文共享连接池

Servlet上下文是一个在服务器上所有Servlet（或在支持Web应用的服务器中，在一个Web应用内）共享的对象。可以通过以下步骤实现连接池的共享： 

ServletContext context = getServletContext();
ConnectionPool bookPool = 
(ConnectionPool)context.getAttribute("book-pool");
if (bookPool == null) {
bookPool = new ConnectionPool(...);
context.setAttribute("book-pool", bookPool);
}
  • 步骤说明 ：
    1. 获取Servlet上下文对象。
    2. 尝试从上下文中获取连接池。
    3. 如果连接池不存在，则创建一个新的连接池并存储在上下文中。
2.2 使用单例类共享连接池

单例类是一种只允许创建一个实例的类。以下是一个单例类 BookPool 的示例： 

public class BookPool extends ConnectionPool {
private static BookPool pool = null;
private BookPool(...) {
super(...); 
...
}
public static synchronized BookPool getInstance() {
if (pool == null) {
pool = new BookPool(...);
}
return(pool);
}
}
  • 步骤说明 ：
    1. 定义一个静态变量 pool 来存储单例实例。
    2. 使用私有构造函数确保只能在类内部创建实例。
    3. 提供一个静态方法 getInstance 来获取单例实例，如果实例不存在则创建一个新的实例。
3. Servlet和JSP概述

Servlet和JSP是Java Web开发中常用的技术，它们各有优势。

3.1 Servlet的优点
  • 高效：使用线程而不是操作系统进程，一个Servlet副本可持久化。
  • 方便：提供了许多高级实用工具。
  • 强大：可以与服务器交互，共享数据，使用连接池和持久化。
  • 可移植：几乎可以在所有操作系统和服务器上运行。
  • 安全：没有shell逃逸和缓冲区溢出问题。
  • 低成本：如果服务器不捆绑Servlet支持，可以使用低成本的插件。
3.2 JSP的优点
  • 与ASP相比：动态部分使用更好的语言，可移植性强。
  • 与PHP相比：动态部分使用更好的语言。
  • 与纯Servlet相比：更方便创建HTML。
  • 与SSI相比：更灵活和强大。
  • 与JavaScript相比：在服务器端运行，语言更丰富。
  • 与静态HTML相比：具有动态特性。
4. 免费的Servlet和JSP软件

以下是一些免费的Servlet和JSP开发软件：
- Tomcat: http://jakarta.apache.org/
- JSWDK: http://java.sun.com/products/servlet/download.html
- JRun: http://www.allaire.com/products/jrun/
- ServletExec: http://newatlanta.com/
- LiteWebServer: http://www.gefionsoftware.com/
- Java Web Server: http://www.sun.com/software/jwebserver/try/

5. 文档和编译路径
5.1 文档
  • http://java.sun.com/products/jsp/download.html
  • http://java.sun.com/products/servlet/2.2/javadoc/
  • http://www.java.sun.com/j2ee/j2sdkee/techdocs/api/
5.2 Servlet编译的CLASSPATH条目
  • 通常在 install_dir/lib/servlet.jar 中的Servlet类。
  • 通常在 install_dir/lib/jsp.jar 、 ...jspengine.jar 或 ...jasper.jar 中的JSP类。
  • Servlet安装目录的顶级目录（例如 install_dir/webpages/WEB-INF/classes ）。
6. 不同服务器的标准目录
服务器 标准Servlet类位置 备用Servlet类位置 JAR文件位置
Tomcat 3.0 install_dir/webpages/WEB-INF/classes install_dir/classes install_dir/lib
Tomcat 3.1 install_dir/webapps/ROOT/WEB-INF/classes install_dir/classes install_dir/lib
JSWDK 1.0.1 install_dir/webpages/WEB-INF/servlets install_dir/classes install_dir/lib
Java Web Server 2.0 install_dir/servlets install_dir/classes install_dir/lib
7. 第一个Servlet

以下是一个简单的Servlet示例 HelloWWW.java ： 

import java.io.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
public class HelloWWW extends HttpServlet {
  public void doGet(HttpServletRequest request,
                    HttpServletResponse response)
      throws ServletException, IOException {
    response.setContentType("text/html");
    PrintWriter out = response.getWriter();
    String docType =
      "<!DOCTYPE HTML PUBLIC \"-//W3C//DTD HTML 4.0 " +
      "Transitional//EN\">\n";
    out.println(docType +
                "<HTML>\n" +
                "<HEAD><TITLE>Hello WWW</TITLE></HEAD>\n" +
                "<BODY>\n" +
                "<H1>Hello WWW</H1>\n" +
                "</BODY></HTML>");
  }
}
  • 安装Servlet ：
  • 放入第A.1节中所示的Servlet目录。
  • 放入与包对应的子目录。
  • 调用Servlet ：
  • http://host/servlet/ServletName
  • http://host/servlet/package.ServletName
  • 由服务器特定定制定义的任意位置。
8. Servlet生命周期

Servlet的生命周期包括以下几个方法：
- init ：在Servlet首次加载时执行一次，可用于读取初始化参数。
- service ：服务器为每个请求在新线程中调用，将请求分派到 doGet 、 doPost 等方法，不要重写此方法。
- doGet ：处理GET请求，可重写以提供自定义行为。
- doPost ：处理POST请求，可重写以提供自定义行为，如果希望GET和POST行为相同，可以在此调用 doGet 。
- doPut 、 doTrace 、 doDelete 等：处理不常见的HTTP请求。
- destroy ：在服务器删除Servlet实例时调用。
- getLastModified ：当客户端因缓存副本发送条件GET请求时由服务器调用。
- SingleThreadModel ：如果实现此接口，服务器将避免并发调用。

9. 处理客户端请求：表单数据

在Servlet中，可以使用 HttpServletRequest 对象来读取表单数据。

9.1 读取参数
  • request.getParameter ：返回第一个值。
  • request.getParameterValues ：返回所有值的数组。
9.2 示例Servlet

以下是一个读取三个请求参数的Servlet示例 ThreeParams.java ： 

package coreservlets;
import java.io.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;
public class ThreeParams extends HttpServlet {
  public void doGet(HttpServletRequest request,
                    HttpServletResponse response)
      throws ServletException, IOException {
    response.setContentType("text/html");
    PrintWriter out = response.getWriter();
    String title = "Reading Three Request Parameters";
    out.println(ServletUtilities.headWithTitle(title) +
                "<BODY BGCOLOR=\"#FDF5E6\">\n" +
                "<H1 ALIGN=CENTER>" + title + "</H1>\n" +
                "<UL>\n" +
                "  <LI><B>param1</B>: "
                + request.getParameter("param1") + "\n" +
                "  <LI><B>param2</B>: "
                + request.getParameter("param2") + "\n" +
                "  <LI><B>param3</B>: "
                + request.getParameter("param3") + "\n" +
                "</UL>\n" +
                "</BODY></HTML>");
  }
}
9.3 示例表单

以下是一个收集三个参数的表单示例 ThreeParamsForm.html ： 

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML>
<HEAD>
  <TITLE>Collecting Three Parameters</TITLE>
</HEAD>
<BODY BGCOLOR="#FDF5E6">
<H1 ALIGN="CENTER">Collecting Three Parameters</H1>
<FORM ACTION="/servlet/coreservlets.ThreeParams">
  First Parameter:  <INPUT TYPE="TEXT" NAME="param1"><BR>
  Second Parameter: <INPUT TYPE="TEXT" NAME="param2"><BR>
  Third Parameter:  <INPUT TYPE="TEXT" NAME="param3"><BR>
  <CENTER>
    <INPUT TYPE="SUBMIT">
  </CENTER>
</FORM>
</BODY>
</HTML>
10. 处理客户端请求：HTTP请求头

HttpServletRequest 对象提供了许多方法来读取HTTP请求头。

10.1 读取请求头的方法
  • getHeader ：返回任意头的值，如果头不在请求中则返回null。
  • getHeaders ：返回请求中所有出现的头的值（仅Servlet 2.2支持）。
  • getHeaderNames ：返回当前请求中所有头的名称。
  • getDateHeader ：读取表示日期的头并将其转换为Java日期格式（自1970年以来的毫秒数）。
  • getIntHeader ：读取表示整数的头并将其转换为int，如果头不在请求中则返回 -1，对于非整数会抛出 NumberFormatException 。
  • getCookies ：返回 Cookie 对象的数组，如果没有cookie则数组长度为0。
  • getContentLength ：返回 Content-Length 头的值作为int，如果未知则返回 -1。
  • getContentType ：如果请求中存在 Content-Type 头则返回其值，否则返回null。
  • getAuthType ：返回认证类型（”BASIC”、”DIGEST”、”SSL”或null）。
  • getRemoteUser ：如果使用了认证则返回用户名，否则返回null。
10.2 其他请求信息
  • getMethod ：返回HTTP请求方法（”GET”、”POST”、”HEAD”等）。
  • getRequestURI ：返回URL中主机和端口之后的部分。
  • getProtocol ：返回HTTP版本（通常是”HTTP/1.0”或”HTTP/1.1”）。
10.3 常见的HTTP 1.1请求头
  • Accept ：浏览器可以处理的MIME类型。
  • Accept-Encoding ：浏览器可以处理的编码（例如gzip或compress）。
  • Authorization ：用于密码保护页面的用户标识，通常不使用HTTP认证，而是使用HTML表单发送用户名/密码，然后由Servlet将信息存储在会话对象中。
  • Connection ：在HTTP 1.0中， keep-alive 表示浏览器可以处理持久连接；在HTTP 1.1中，持久连接是默认的。Servlet应该使用 setContentLength 设置 Content-Length 以支持持久连接。

通过以上内容，我们详细介绍了数据库连接池的使用、Servlet和JSP的开发以及如何处理客户端请求等方面的知识，希望对Java Web开发人员有所帮助。

数据库连接池与Servlet/JSP开发全解析

11. 过滤HTML特定字符

在处理用户输入时，为了防止HTML注入攻击，需要对HTML特定字符进行过滤。例如，必须将 < 、 > 、 " 、 & 替换为 &lt; 、 &gt; 、 &quot; 和 &amp; 。可以使用 ServletUtilities.filter(htmlString) 方法进行此替换。

12. 常见HTTP 1.1请求头的应用场景

下面通过流程图展示常见HTTP 1.1请求头在实际应用中的处理流程： 

graph TD
    A[客户端发送请求] --> B{是否包含Accept头}
    B -- 是 --> C[服务器根据Accept头返回合适的MIME类型响应]
    B -- 否 --> D{是否包含Accept-Encoding头}
    D -- 是 --> E[服务器根据Accept-Encoding头进行内容编码]
    D -- 否 --> F{是否包含Authorization头}
    F -- 是 --> G[服务器验证用户身份]
    F -- 否 --> H{是否包含Connection头}
    H -- 是 --> I[服务器根据Connection头处理连接方式]
    H -- 否 --> J[服务器正常处理请求并返回响应]
    C --> J
    E --> J
    G --> J
13. 数据库连接池的优化建议
  • 合理设置初始连接数和最大连接数 ：根据实际应用的并发访问量和数据库性能，合理调整连接池的初始连接数和最大连接数。例如，如果应用的并发访问量较小，可以适当减小初始连接数和最大连接数，以减少资源占用；如果并发访问量较大，则需要增加连接数。
  • 定期清理空闲连接 ：长时间空闲的连接会占用数据库资源，可以设置连接池的空闲连接清理机制，定期清理空闲时间超过一定阈值的连接。
  • 监控连接池状态 ：通过监控连接池的使用情况，如当前连接数、空闲连接数、等待连接的请求数等，及时发现并解决连接池可能出现的问题。
14. Servlet和JSP开发的最佳实践
  • 分离业务逻辑和视图 ：在Servlet中处理业务逻辑，在JSP中负责页面展示，这样可以提高代码的可维护性和可测试性。
  • 使用过滤器 ：过滤器可以在请求到达Servlet之前或响应返回客户端之前进行预处理或后处理，如字符编码过滤、权限验证等。
  • 合理使用会话管理 ：会话管理可以用于跟踪用户的状态，但要注意会话的过期时间和存储的数据量，避免会话数据过多导致内存占用过高。
15. 代码示例总结

以下是本文中涉及的主要代码示例总结：
| 代码示例 | 功能描述 |
| — | — |
| ConnectionPoolServlet.java | 使用连接池进行数据库查询的Servlet示例 |
| ConnectionPoolServlet2.java | 只使用一个连接的Servlet示例 |
| ConnectionPoolServlet3.java | 不使用连接池的Servlet示例 |
| HelloWWW.java | 简单的Servlet示例，返回一个HTML页面 |
| ThreeParams.java | 读取三个请求参数的Servlet示例 |
| ThreeParamsForm.html | 收集三个参数的表单示例 |

16. 总结

本文全面介绍了数据库连接池的使用、Servlet和JSP的开发以及客户端请求的处理等方面的知识。通过对不同连接方式的性能对比，我们了解到连接池在提高数据库访问性能方面的重要性。同时，介绍了共享连接池的两种方法，以及Servlet和JSP的优点和开发过程中的一些实用技巧。
在实际开发中，我们可以根据具体需求选择合适的技术和方法，合理使用连接池、Servlet和JSP，提高应用的性能、可维护性和安全性。希望本文对Java Web开发人员有所帮助，能够在实际项目中灵活运用所学知识，开发出高质量的Web应用。

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11-25
01、数据简介 共八个矩阵，各类矩阵通过量化空间关系，为区域政策制定（如交通规划、产业布局）和学术研究（如空间溢出效应、区域收敛）提供关键工具，需根据研究目标灵活选择或组合使用。 数据名称：285个地级市邻接矩阵、经济地理矩阵等8个矩阵数据 数据年份：2003-2023年 参考文献：邵帅,李欣,曹建华,杨莉莉.中国雾霾污染治理的经济政策选择——基于空间溢出效应的视角[J].经济研究,2016,51(09):73-88. 02、相关数据 地级市人均GDP、空间邻接矩阵、空间经济距离矩阵（GDP）、空间地理距离矩阵（经纬度）、空间地理距离倒数平方矩阵（经纬度）、经济地理权重矩阵（GDP和经纬度）、经济地理嵌套矩阵（GDP和经纬度）、空间经济矩阵（非对称）、空间经济地理矩阵（非对称）、纬度、经度、距离
【影视数据分析】基于C++的多维度可视化系统设计：实现高效实时数据处理与交互式决策支持 项目介绍 基于C++的影视数据可视化系统设计和实现的详细项目实例（含模型描述及部分示例代码）
最新发布
11-25
内容概要：本文详细介绍了一个基于C++的影视数据可视化系统的设计与实现，旨在应对影视行业海量、多源数据带来的分析挑战。系统利用C++的高性能优势，实现了大规模数据的高效处理与实时更新，支持多维度数据分析，涵盖票房、用户评价、社交媒体热度等，并通过柱状图、折线图、热力图、词云等多种可视化方式直观展示数据。项目强调用户友好的界面设计、跨平台兼容性、可扩展性与可定制性，结合创新的交互设计，提升用户体验与决策效率。系统不仅服务于影视创作者和营销团队，也为行业数字化转型和创新发展提供数据驱动的支持。; 适合人群：具备一定C++编程基础，从事数据分析、可视化开发或影视行业技术研究的研发人员、软件工程师及高校学生。; 使用场景及目标：①学习如何利用C++构建高性能数据可视化系统；②掌握多源数据融合、实时处理与图形渲染的技术方案；③为影视项目提供数据支持，优化内容创作与市场策略； 阅读建议：建议结合文中提到的模型设计与示例代码进行实践，重点关注数据处理流程、可视化模块实现及系统架构设计，同时可联系作者获取完整代码与GUI资源以加深理解。
CSS插入图片方法[可运行源码]
11-25
本文详细介绍了在CSS中插入图片的多种方法，包括使用background-image属性和background简写属性。通过设置不同的背景属性值，如background-color、background-position、background-size等，可以灵活控制背景图片的显示效果。文章还提供了具体的HTML示例代码，展示了如何在实际项目中应用这些属性。此外，还解释了背景图像默认位于元素左上角并在水平和垂直方向上重复的特性，以及如何通过background-repeat属性调整平铺方式。
jQuery与HTML设置只读/禁用属性[项目代码]
11-25
本文详细介绍了在jQuery和HTML中如何设置和移除表单元素的只读（readonly）和禁用（disabled）属性。在jQuery部分，通过attr()和removeAttr()方法演示了属性的动态操作，并对比了readonly与disabled的区别：disabled会阻止元素获取焦点且表单提交时排除该字段，而readonly仅限制编辑但仍可聚焦和提交。HTML部分列举了三种实现方式（onfocus=this.blur()、readonly、disabled），并附代码示例说明其视觉效果及交互差异（如灰色显示、Tab键切换等）。最后指出两者可结合使用，并补充了CSS屏蔽输入的技巧。
SQL编码规范指南[项目源码]
11-25
本文详细介绍了SQL编码规范的重要性及其具体实施方法。规范化的SQL代码能显著提升可读性、便于问题定位和团队协作。文章强调了大小写的正确使用、单引号与双引号的应用场景、缩进对齐原则、禁止使用SELECT *操作、注释的添加规范以及子句的排版规则等关键点。此外，还提供了表别名的命名建议、字段逗号放置位置等实用技巧，旨在帮助开发者编写清晰、整齐、结构化的SQL代码，从而提升编程效率和代码质量。
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