数据库连接池技术与JDBC框架实现-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_47610867/article/details/120594447

JDBC-02-授课笔记

一、数据库连接池

1. 数据库连接池的概念

数据库连接背景
- 数据库连接是一种关键的、有限的、昂贵的资源，这一点在多用户的网页应用程序中体现得尤为突出
- 对数据库连接的管理能显著影响到整个应用程序的伸缩性和健壮性，影响到程序的性能指标
- 数据库连接池正是针对这个问题提出来的
数据库连接池
- 数据库连接池负责分配、管理和释放数据库连接
- 它允许应用程序重复使用一个现有的数据库连接，而不是再重新建立一个
- 这项技术能明显提高对数据库操作的性能
数据库连接池原理

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2. 自定义连接池

java.sql.DataSource接口：数据源(数据库连接池)。java官方提供的数据库连接池规范(接口)
如果想完成数据库连接池技术，就必须实现 DataSource 接口
核心功能：获取数据库连接对象：Connection getConnection();
自定义连接池：
1. 定义一个类，实现 DataSource 接口。
2. 定义一个容器，用于保存多个 Connection 连接对象。
3. 定义静态代码块，通过 JDBC 工具类获取 10 个连接保存到容器中。
4. 重写 getConnection 方法，从容器中获取一个连接并返回。
5. 定义 getSize 方法，用于获取容器的大小并返回。
具体实现：
- 新建java项目jdbc高级，新建libs目录，添加mysql驱动jar包，并且添加引用库
- 将上个项目的config.properties复制到src中
- 将上个项目的JDBCUtils复制到com.itheima.utils中
- 新建数据库连接池类： com.itheima01.MyDataSource，代码如下：

package com.itheima01;

import com.itheima.utils.JDBCUtils;

import javax.sql.DataSource;
import java.io.PrintWriter;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.SQLFeatureNotSupportedException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.logging.Logger;
/*
	自定义连接池类
*/
public class MyDataSource implements DataSource{
    //定义集合容器，用于保存多个数据库连接对象 （创建的是一个线程安全的ArrayList）
    private static List<Connection> pool = Collections.synchronizedList(new ArrayList<Connection>());

    //静态代码块，生成10个数据库连接保存到集合中
    static {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Connection con = JDBCUtils.getConnection();
            pool.add(con);
        }
    }

    //返回连接池的大小
    public int getSize() {
        return pool.size();
    }

    //从池中返回一个数据库连接
    @Override
    public Connection getConnection() {
        if(pool.size() > 0) {
            //从池中获取数据库连接
            return pool.remove(0); //注意：从集合中移除一个，并返回（我们每次都是从集合中拿走一个去用，所以是remove，这个方法正好是能够返回移除的这个对象）
        }else {
            throw new RuntimeException("连接数量已用尽");
        }
    }
    
    //剩下的其他方法，我们先不用具体处理

    @Override
    public Connection getConnection(String username, String password) throws SQLException {
        return null;
    }

    @Override
    public <T> T unwrap(Class<T> iface) throws SQLException {
        return null;
    }

    @Override
    public boolean isWrapperFor(Class<?> iface) throws SQLException {
        return false;
    }

    @Override
    public PrintWriter getLogWriter() throws SQLException {
        return null;
    }

    @Override
    public void setLogWriter(PrintWriter out) throws SQLException {

    }

    @Override
    public void setLoginTimeout(int seconds) throws SQLException {

    }

    @Override
    public int getLoginTimeout() throws SQLException {
        return 0;
    }

    @Override
    public Logger getParentLogger() throws SQLFeatureNotSupportedException {
        return null;
    }
}

3. 自定义连接池测试

测试：通过自定义数据库连接池完成查询学生表的全部信息
具体代码：新建com.itheima01.MyDataSourceTest

package com.itheima01;

import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;

public class MyDataSourceTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //创建数据库连接池对象
        MyDataSource dataSource = new MyDataSource();

        System.out.println("使用之前连接池数量：" + dataSource.getSize());
        
        //获取数据库连接对象
        Connection con = dataSource.getConnection();
        System.out.println(con.getClass());// JDBC4Connection

        //查询学生表全部信息
        String sql = "SELECT * FROM student";
        PreparedStatement pst = con.prepareStatement(sql);
        ResultSet rs = pst.executeQuery();

        while(rs.next()) {
            System.out.println(rs.getInt("sid") + "\t" + rs.getString("name") + "\t" + rs.getInt("age") + "\t" + rs.getDate("birthday"));
        }
        
        //释放资源
        rs.close();
        pst.close();
		//目前的连接对象close方法，是直接关闭连接，而不是将连接归还池中
        con.close();

        System.out.println("使用之后连接池数量：" + dataSource.getSize());
    }
}

4. 归还连接

归还方式：
1. 继承方式
2. 装饰设计模式
3. 适配器设计模式
4. 动态代理方式

4.1 继承(无法解决)

继承方式归还数据库连接的思想

通过打印连接对象，发现 DriverManager 获取的连接实现类是 JDBC4Connection
那我们就可以自定义一个类，继承 JDBC4Connection 这个类，重写 close() 方法，完成连接对象的归还

继承方式归还数据库连接的实现步骤
1. 定义一个类，继承 JDBC4Connection
2. 定义 Connection 连接对象和连接池容器对象的成员变量
3. 通过有参构造方法完成对成员变量的赋值
4. 重写 close 方法，将连接对象添加到池中
继承方式归还数据库连接存在的问题

通过查看 JDBC 工具类获取连接的方法发现：我们虽然自定义了一个子类，完成了归还连接的操作。
但是 DriverManager 获取的还是 JDBC4Connection 这个对象，并不是我们的子类对象，
而我们又不能整体去修改驱动包中类的功能，所继承这种方式行不通！

来，我们测试一下：自定义一个类，继承JDBC4Connection这个类，重写close()方法

/*
    自定义Connection类
 */
public class MyConnection1 extends JDBC4Connection {
    //声明连接对象和连接池集合对象
    private Connection con;
    private List<Connection> pool;

    //通过构造方法给成员变量赋值
    public MyConnection1(String hostToConnectTo, int portToConnectTo, Properties info, String databaseToConnectTo, String url,Connection con,List<Connection> pool) throws SQLException {
        super(hostToConnectTo, portToConnectTo, info, databaseToConnectTo, url);
        this.con = con;
        this.pool = pool;
    }

    //重写close()方法，将连接归还给池中
    @Override
    public void close() throws SQLException {
        pool.add(con);
    }
}

但是这种方式行不通，通过查看JDBC工具类获取连接的方法我们发现：我们虽然自定义了一个子类，完成了归还连接的操作。但是DriverManager获取的还是JDBC4Connection这个对象，并不是我们的子类对象。而我们又不能整体去修改驱动包中类的功能！

//将之前的连接对象换成自定义的子类对象
private static MyConnection1 con;

//4.获取数据库连接的方法
public static Connection getConnection() {
    try {
        //等效于：MyConnection1 con = new JDBC4Connection();  语法错误！
        con = DriverManager.getConnection(url,username,password);
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    }

    return con;
}

4.2 装饰设计模式

装饰设计模式归还数据库连接的思想

我们可以自定义一个类，实现 Connection 接口。这样就具备了和 JDBC4Connection 相同的行为了
重写 close() 方法，完成连接的归还。其余的功能还调用 mysql 驱动包实现类原有的方法即可

装饰设计模式归还数据库连接的实现步骤
1. 定义一个类，实现 Connection 接口
2. 定义 Connection 连接对象和连接池容器对象的成员变量
3. 通过有参构造方法完成对成员变量的赋值
4. 重写 close() 方法，将连接对象添加到池中
5. 剩余方法，只需要调用 mysql 驱动包的连接对象完成即可
6. 在自定义连接池中，将获取的连接对象通过自定义连接对象进行包装
装饰设计模式归还数据库连接存在的问题。
- 实现 Connection 接口后，有大量的方法需要在自定义类中进行重写
实现：自定义连接类

/*
    自定义Connection类。通过装饰设计模式，实现和mysql驱动包中的Connection实现类相同的功能！
    实现步骤：
        1.定义一个类，实现Connection接口
        2.定义Connection连接对象和连接池容器对象的变量
        3.提供有参构造方法，接收连接对象和连接池对象，对变量赋值
        4.在close()方法中，完成连接的归还
        5.剩余方法，只需要调用mysql驱动包的连接对象完成即可
 */
public class MyConnection2 implements Connection {

    //2.定义Connection连接对象和连接池容器对象的变量
    private Connection con;
    private List<Connection> pool;

    //3.提供有参构造方法，接收连接对象和连接池对象，对变量赋值
    public MyConnection2(Connection con,List<Connection> pool) {
        this.con = con;
        this.pool = pool;
    }

    //4.在close()方法中，完成连接的归还
    @Override
    public void close() throws SQLException {
        pool.add(con);
    }


    @Override
    public Statement createStatement() throws SQLException {
        return con.createStatement();
    }

    @Override
    public PreparedStatement prepareStatement(String sql) throws SQLException {
        return con.prepareStatement(sql);
    }

    @Override
    public CallableStatement prepareCall(String sql) throws SQLException {
        return con.prepareCall(sql);
    }

    @Override
    public String nativeSQL(String sql) throws SQLException {
        return con.nativeSQL(sql);
    }

    @Override
    public void setAutoCommit(boolean autoCommit) throws SQLException {
        con.setAutoCommit(autoCommit);
    }

    @Override
    public boolean getAutoCommit() throws SQLException {
        return con.getAutoCommit();
    }

    @Override
    public void commit() throws SQLException {
        con.commit();
    }

    @Override
    public void rollback() throws SQLException {
        con.rollback();
    }

    @Override
    public boolean isClosed() throws SQLException {
        return con.isClosed();
    }

    @Override
    public DatabaseMetaData getMetaData() throws SQLException {
        return con.getMetaData();
    }

    @Override
    public void setReadOnly(boolean readOnly) throws SQLException {
        con.setReadOnly(readOnly);
    }

    @Override
    public boolean isReadOnly() throws SQLException {
        return con.isReadOnly();
    }

    @Override
    public void setCatalog(String catalog) throws SQLException {
        con.setCatalog(catalog);
    }

    @Override
    public String getCatalog() throws SQLException {
        return con.getCatalog();
    }

    @Override
    public void setTransactionIsolation(int level) throws SQLException {
        con.setTransactionIsolation(level);
    }

    @Override
    public int getTransactionIsolation() throws SQLException {
        return con.getTransactionIsolation();
    }

    @Override
    public SQLWarning getWarnings() throws SQLException {
        return con.getWarnings();
    }

    @Override
    public void clearWarnings() throws SQLException {
        con.clearWarnings();
    }

    @Override
    public Statement createStatement(int resultSetType, int resultSetConcurrency) throws SQLException {
        return con.createStatement(resultSetType,resultSetConcurrency);
    }

    @Override
    public PreparedStatement prepareStatement(String sql, int resultSetType, int resultSetConcurrency) throws SQLException {
        return con.prepareStatement(sql,resultSetType,resultSetConcurrency);
    }

    @Override
    public CallableStatement prepareCall(String sql, int resultSetType, int resultSetConcurrency) throws SQLException {
        return con.prepareCall(sql,resultSetType,resultSetConcurrency);
    }

    @Override
    public Map<String, Class<?>> getTypeMap() throws SQLException {
        return con.getTypeMap();
    }

    @Override
    public void setTypeMap(Map<String, Class<?>> map) throws SQLException {
        con.setTypeMap(map);
    }

    @Override
    public void setHoldability(int holdability) throws SQLException {
        con.setHoldability(holdability);
    }

    @Override
    public int getHoldability() throws SQLException {
        return con.getHoldability();
    }

    @Override
    public Savepoint setSavepoint() throws SQLException {
        return con.setSavepoint();
    }

    @Override
    public Savepoint setSavepoint(String name) throws SQLException {
        return con.setSavepoint(name);
    }

    @Override
    public void rollback(Savepoint savepoint) throws SQLException {
        con.rollback(savepoint);
    }

    @Override
    public void releaseSavepoint(Savepoint savepoint) throws SQLException {
        con.releaseSavepoint(savepoint);
    }

    @Override
    public Statement createStatement(int resultSetType, int resultSetConcurrency, int resultSetHoldability) throws SQLException {
        return con.createStatement(resultSetType,resultSetConcurrency,resultSetHoldability);
    }

    @Override
    public PreparedStatement prepareStatement(String sql, int resultSetType, int resultSetConcurrency, int resultSetHoldability) throws SQLException {
        return con.prepareStatement(sql,resultSetType,resultSetConcurrency,resultSetHoldability);
    }

    @Override
    public CallableStatement prepareCall(String sql, int resultSetType, int resultSetConcurrency, int resultSetHoldability) throws SQLException {
        return con.prepareCall(sql,resultSetType,resultSetConcurrency,resultSetHoldability);
    }

    @Override
    public PreparedStatement prepareStatement(String sql, int autoGeneratedKeys) throws SQLException {
        return con.prepareStatement(sql,autoGeneratedKeys);
    }

    @Override
    public PreparedStatement prepareStatement(String sql, int[] columnIndexes) throws SQLException {
        return con.prepareStatement(sql,columnIndexes);
    }

    @Override
    public PreparedStatement prepareStatement(String sql, String[] columnNames) throws SQLException {
        return con.prepareStatement(sql,columnNames);
    }

    @Override
    public Clob createClob() throws SQLException {
        return con.createClob();
    }

    @Override
    public Blob createBlob() throws SQLException {
        return con.createBlob();
    }

    @Override
    public NClob createNClob() throws SQLException {
        return con.createNClob();
    }

    @Override
    public SQLXML createSQLXML() throws SQLException {
        return con.createSQLXML();
    }

    @Override
    public boolean isValid(int timeout) throws SQLException {
        return con.isValid(timeout);
    }

    @Override
    public void setClientInfo(String name, String value) throws SQLClientInfoException {
        con.setClientInfo(name,value);
    }

    @Override
    public void setClientInfo(Properties properties) throws SQLClientInfoException {
        con.setClientInfo(properties);
    }

    @Override
    public String getClientInfo(String name) throws SQLException {
        return con.getClientInfo(name);
    }

    @Override
    public Properties getClientInfo() throws SQLException {
        return con.getClientInfo();
    }

    @Override
    public Array createArrayOf(String typeName, Object[] elements) throws SQLException {
        return con.createArrayOf(typeName,elements);
    }

    @Override
    public Struct createStruct(String typeName, Object[] attributes) throws SQLException {
        return con.createStruct(typeName,attributes);
    }

    @Override
    public void setSchema(String schema) throws SQLException {
        con.setSchema(schema);
    }

    @Override
    public String getSchema() throws SQLException {
        return con.getSchema();
    }

    @Override
    public void abort(Executor executor) throws SQLException {
        con.abort(executor);
    }

    @Override
    public void setNetworkTimeout(Executor executor, int milliseconds) throws SQLException {
        con.setNetworkTimeout(executor,milliseconds);
    }

    @Override
    public int getNetworkTimeout() throws SQLException {
        return con.getNetworkTimeout();
    }

    @Override
    public <T> T unwrap(Class<T> iface) throws SQLException {
        return con.unwrap(iface);
    }

    @Override
    public boolean isWrapperFor(Class<?> iface) throws SQLException {
        return con.isWrapperFor(iface);
    }
}

自定义连接池类

public class MyDataSource implements DataSource{
    //定义集合容器，用于保存多个数据库连接对象
    private static List<Connection> pool = Collections.synchronizedList(new ArrayList<Connection>());

    //静态代码块，生成10个数据库连接保存到集合中
    static {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Connection con = JDBCUtils.getConnection();
            pool.add(con);
        }
    }

    //返回连接池的大小
    public int getSize() {
        return pool.size();
    }

    //从池中返回一个数据库连接
    @Override
    public Connection getConnection() {
        if(pool.size() > 0) {
            //从池中获取数据库连接
            Connection con = pool.remove(0);
            //通过自定义连接对象进行包装
            MyConnection2 mycon = new MyConnection2(con,pool);
            //返回包装后的连接对象
            return mycon;
        }else {
            throw new RuntimeException("连接数量已用尽");
        }
    }
}

4.3 适配器设计模式

适配器设计模式归还数据库连接的思想。

我们可以提供一个适配器类，实现 Connection 接口，将所有方法进行实现(除了close方法)
自定义连接类只需要继承这个适配器类，重写需要改进的 close() 方法即可

适配器设计模式归还数据库连接的实现步骤。
1. 定义一个适配器类，实现 Connection 接口
2. 定义 Connection 连接对象的成员变量
3. 通过有参构造方法完成对成员变量的赋值
4. 重写所有方法(除了 close )，调用mysql驱动包的连接对象完成即可
5. 定义一个连接类，继承适配器类
6. 定义 Connection 连接对象和连接池容器对象的成员变量，并通过有参构造进行赋值。
7. 重写 close() 方法，完成归还连接
8. 在自定义连接池中，将获取的连接对象通过自定义连接对象进行包装
适配器设计模式归还数据库连接存在的问题
- 自定义连接类虽然很简洁了，但适配器类还是我们自己编写的，也比较的麻烦
适配器类

/*
    适配器抽象类。实现Connection接口。
    实现所有的方法，调用mysql驱动包中Connection连接对象的方法
 */
public abstract class MyAdapter implements Connection {

    // 定义数据库连接对象的变量
    private Connection con;

    // 通过构造方法赋值
    public MyAdapter(Connection con) {
        this.con = con;
    }

    // 所有的方法，均调用mysql的连接对象实现
    @Override
    public Statement createStatement() throws SQLException {
        return con.createStatement();
    }

    @Override
    public PreparedStatement prepareStatement(String sql) throws SQLException {
        return con.prepareStatement(sql);
    }

    @Override
    public CallableStatement prepareCall(String sql) throws SQLException {
        return con.prepareCall(sql);
    }

    @Override
    public String nativeSQL(String sql) throws SQLException {
        return con.nativeSQL(sql);
    }

    @Override
    public void setAutoCommit(boolean autoCommit) throws SQLException {
        con.setAutoCommit(autoCommit);
    }

    @Override
    public boolean getAutoCommit() throws SQLException {
        return con.getAutoCommit();
    }

    @Override
    public void commit() throws SQLException {
        con.commit();
    }

    @Override
    public void rollback() throws SQLException {
        con.rollback();
    }

    @Override
    public boolean isClosed() throws SQLException {
        return con.isClosed();
    }

    @Override
    public DatabaseMetaData getMetaData() throws SQLException {
        return con.getMetaData();
    }

    @Override
    public void setReadOnly(boolean readOnly) throws SQLException {
        con.setReadOnly(readOnly);
    }

    @Override
    public boolean isReadOnly() throws SQLException {
        return con.isReadOnly();
    }

    @Override
    public void setCatalog(String catalog) throws SQLException {
        con.setCatalog(catalog);
    }

    @Override
    public String getCatalog() throws SQLException {
        return con.getCatalog();
    }

    @Override
    public void setTransactionIsolation(int level) throws SQLException {
        con.setTransactionIsolation(level);
    }

    @Override
    public int getTransactionIsolation() throws SQLException {
        return con.getTransactionIsolation();
    }

    @Override
    public SQLWarning getWarnings() throws SQLException {
        return con.getWarnings();
    }

    @Override
    public void clearWarnings() throws SQLException {
        con.clearWarnings();
    }

    @Override
    public Statement createStatement(int resultSetType, int resultSetConcurrency) throws SQLException {
        return con.createStatement(resultSetType,resultSetConcurrency);
    }

    @Override
    public PreparedStatement prepareStatement(String sql, int resultSetType, int resultSetConcurrency) throws SQLException {
        return con.prepareStatement(sql,resultSetType,resultSetConcurrency);
    }

    @Override
    public CallableStatement prepareCall(String sql, int resultSetType, int resultSetConcurrency) throws SQLException {
        return con.prepareCall(sql,resultSetType,resultSetConcurrency);
    }

    @Override
    public Map<String, Class<?>> getTypeMap() throws SQLException {
        return con.getTypeMap();
    }

    @Override
    public void setTypeMap(Map<String, Class<?>> map) throws SQLException {
        con.setTypeMap(map);
    }

    @Override
    public void setHoldability(int holdability) throws SQLException {
        con.setHoldability(holdability);
    }

    @Override
    public int getHoldability() throws SQLException {
        return con.getHoldability();
    }

    @Override
    public Savepoint setSavepoint() throws SQLException {
        return con.setSavepoint();
    }

    @Override
    public Savepoint setSavepoint(String name) throws SQLException {
        return con.setSavepoint(name);
    }

    @Override
    public void rollback(Savepoint savepoint) throws SQLException {
        con.rollback(savepoint);
    }

    @Override
    public void releaseSavepoint(Savepoint savepoint) throws SQLException {
        con.releaseSavepoint(savepoint);
    }

    @Override
    public Statement createStatement(int resultSetType, int resultSetConcurrency, int resultSetHoldability) throws SQLException {
        return con.createStatement(resultSetType,resultSetConcurrency,resultSetHoldability);
    }

    @Override
    public PreparedStatement prepareStatement(String sql, int resultSetType, int resultSetConcurrency, int resultSetHoldability) throws SQLException {
        return con.prepareStatement(sql,resultSetType,resultSetConcurrency,resultSetHoldability);
    }

    @Override
    public CallableStatement prepareCall(String sql, int resultSetType, int resultSetConcurrency, int resultSetHoldability) throws SQLException {
        return con.prepareCall(sql,resultSetType,resultSetConcurrency,resultSetHoldability);
    }

    @Override
    public PreparedStatement prepareStatement(String sql, int autoGeneratedKeys) throws SQLException {
        return con.prepareStatement(sql,autoGeneratedKeys);
    }

    @Override
    public PreparedStatement prepareStatement(String sql, int[] columnIndexes) throws SQLException {
        return con.prepareStatement(sql,columnIndexes);
    }

    @Override
    public PreparedStatement prepareStatement(String sql, String[] columnNames) throws SQLException {
        return con.prepareStatement(sql,columnNames);
    }

    @Override
    public Clob createClob() throws SQLException {
        return con.createClob();
    }

    @Override
    public Blob createBlob() throws SQLException {
        return con.createBlob();
    }

    @Override
    public NClob createNClob() throws SQLException {
        return con.createNClob();
    }

    @Override
    public SQLXML createSQLXML() throws SQLException {
        return con.createSQLXML();
    }

    @Override
    public boolean isValid(int timeout) throws SQLException {
        return con.isValid(timeout);
    }

    @Override
    public void setClientInfo(String name, String value) throws SQLClientInfoException {
        con.setClientInfo(name,value);
    }

    @Override
    public void setClientInfo(Properties properties) throws SQLClientInfoException {
        con.setClientInfo(properties);
    }

    @Override
    public String getClientInfo(String name) throws SQLException {
        return con.getClientInfo(name);
    }

    @Override
    public Properties getClientInfo() throws SQLException {
        return con.getClientInfo();
    }

    @Override
    public Array createArrayOf(String typeName, Object[] elements) throws SQLException {
        return con.createArrayOf(typeName,elements);
    }

    @Override
    public Struct createStruct(String typeName, Object[] attributes) throws SQLException {
        return con.createStruct(typeName,attributes);
    }

    @Override
    public void setSchema(String schema) throws SQLException {
        con.setSchema(schema);
    }

    @Override
    public String getSchema() throws SQLException {
        return con.getSchema();
    }

    @Override
    public void abort(Executor executor) throws SQLException {
        con.abort(executor);
    }

    @Override
    public void setNetworkTimeout(Executor executor, int milliseconds) throws SQLException {
        con.setNetworkTimeout(executor,milliseconds);
    }

    @Override
    public int getNetworkTimeout() throws SQLException {
        return con.getNetworkTimeout();
    }

    @Override
    public <T> T unwrap(Class<T> iface) throws SQLException {
        return con.unwrap(iface);
    }

    @Override
    public boolean isWrapperFor(Class<?> iface) throws SQLException {
        return con.isWrapperFor(iface);
    }
}

自定义连接类

/*
    自定义Connection连接类。通过适配器设计模式。完成close()方法的重写
        1.定义一个类，继承适配器父类
        2.定义Connection连接对象和连接池容器对象的变量
        3.提供有参构造方法，接收连接对象和连接池对象，对变量赋值
        4.在close()方法中，完成连接的归还
 */
public class MyConnection3 extends MyAdapter {
    //2.定义Connection连接对象和连接池容器对象的变量
    private Connection con;
    private List<Connection> pool;

    //3.提供有参构造方法，接收连接对象和连接池对象，对变量赋值
    public MyConnection3(Connection con,List<Connection> pool) {
        super(con);    // 将接收的数据库连接对象给适配器父类传递
        this.con = con;
        this.pool = pool;
    }

    //4.在close()方法中，完成连接的归还
    @Override
    public void close() throws SQLException {
        pool.add(con);
    }
}

自定义连接池类

public class MyDataSource implements DataSource{
    //定义集合容器，用于保存多个数据库连接对象
    private static List<Connection> pool = Collections.synchronizedList(new ArrayList<Connection>());

    //静态代码块，生成10个数据库连接保存到集合中
    static {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Connection con = JDBCUtils.getConnection();
            pool.add(con);
        }
    }

    //返回连接池的大小
    public int getSize() {
        return pool.size();
    }

    //从池中返回一个数据库连接
    @Override
    public Connection getConnection() {
        if(pool.size() > 0) {
            //从池中获取数据库连接
            Connection con = pool.remove(0);

            //通过自定义连接对象进行包装
            //MyConnection2 mycon = new MyConnection2(con,pool);
            MyConnection3 mycon = new MyConnection3(con,pool);

            //返回包装后的连接对象
            return mycon;
        }else {
            throw new RuntimeException("连接数量已用尽");
        }
    }
}

4.4 动态代理

经过我们适配器模式的改进，自定义连接类中的方法已经很简洁了。剩余所有的方法已经抽取到了适配器类中。
但是适配器这个类还是我们自己编写的，也比较麻烦！所以可以使用动态代理的方式来改进。
动态代理：在不改变目标对象方法的情况下对方法进行增强
组成
- 被代理对象：真实的对象
- 代理对象：内存中的一个对象
要求
- 代理对象必须和被代理对象实现相同的接口
实现
- Proxy.newProxyInstance()
自定义数据库连接池类

public class MyDataSource implements DataSource{
    //定义集合容器，用于保存多个数据库连接对象
    private static List<Connection> pool = Collections.synchronizedList(new ArrayList<Connection>());

    //静态代码块，生成10个数据库连接保存到集合中
    static {
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Connection con = JDBCUtils.getConnection();
            pool.add(con);
        }
    }

    //返回连接池的大小
    public int getSize() {
        return pool.size();
    }

    //动态代理方式
    @Override
    public Connection getConnection() {
        if(pool.size() > 0) {
            //从池中获取数据库连接
            Connection con = pool.remove(0);

            Connection proxyCon = (Connection)Proxy.newProxyInstance(con.getClass().getClassLoader(), new Class[]{Connection.class}, new InvocationHandler() {
                /*
                    执行Connection实现类所有方法都会经过invoke
                    如果是close方法，则将连接还回池中
                    如果不是，直接执行实现类的原有方法
                 */
                @Override
                public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                    if(method.getName().equals("close")) {
                        pool.add(con);
                        return null;
                    }else {
                        return method.invoke(con,args);
                    }
                }
            });

            return proxyCon;
        }else {
            throw new RuntimeException("连接数量已用尽");
        }
    }


    //从池中返回一个数据库连接
    /*@Override
    public Connection getConnection() {
        if(pool.size() > 0) {
            //从池中获取数据库连接
            Connection con = pool.remove(0);

            //通过自定义连接对象进行包装
            //MyConnection2 mycon = new MyConnection2(con,pool);
            MyConnection3 mycon = new MyConnection3(con,pool);

            //返回包装后的连接对象
            return mycon;
        }else {
            throw new RuntimeException("连接数量已用尽");
        }
    }*/
}

5. 开源连接池的使用

5.1 C3P0

C3P0 数据库连接池的使用步骤：
1. 导入 jar 包：“day02_jdbc高级\资料\C3P0连接池\c3p0-0.9.5.2.jar 和mchange-commons-java-0.2.12.jar”
2. 导入配置文件到 src 目录下： “day02_jdbc高级\资料\C3P0连接池\c3p0-config.xml”
  - 修改配置文件中的数据库url，用户名和密码
3. 创建 C3P0 连接池对象
4. 获取数据库连接进行使用
5. 注意：C3P0 的配置文件会自动加载，但是必须叫 c3p0-config.xml 或 c3p0-config.properties 。
基本使用：新建com.itheima03.C3P0Test1

package com.itheima03;

import com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;

public class C3P0Test1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //1.创建c3p0的数据库连接池对象
        DataSource dataSource = new ComboPooledDataSource();

        //2.通过连接池对象获取数据库连接
        Connection con = dataSource.getConnection();

        //3.执行操作
        String sql = "SELECT * FROM student";
        PreparedStatement pst = con.prepareStatement(sql);

        //4.执行sql语句，接收结果集
        ResultSet rs = pst.executeQuery();

        //5.处理结果集
        while(rs.next()) {
            System.out.println(rs.getInt("sid") + "\t" + rs.getString("name") + "\t" + rs.getInt("age") + "\t" + rs.getDate("birthday"));
        }

        //6.释放资源
        rs.close();
        pst.close();
        con.close();
    }
}

配置演示：
- 在上个案例中，con.close()是将连接归还了么？我们来测试一下：
- 新建C3P0Test2

package com.itheima03;

import com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource;

import javax.sql.DataSource;
import java.sql.Connection;

public class C3P0Test2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //1.创建c3p0的数据库连接池对象
        DataSource dataSource = new ComboPooledDataSource();

        //2.测试
        for(int i = 1; i <= 11; i++) {
            Connection con = dataSource.getConnection();
            System.out.println(i + ":" + con);

            if(i == 5) {//如果没有这段代码，我们循环获取11个连接是会报错的，因为我们配置的最大连接数量是10
                con.close();
            }
        }
    }
}

测试：
- 添加过if判断之后，就不会报错，然后观察到打印的对象，发现第五个和第六个是一个对象
- 这说明，close之后，连接是还给连接池了，这样第六个才能继续获取40e0这个对象

5.2 Druid

Druid 数据库连接池的使用步骤：
1. 导入 jar 包：“ day02_jdbc高级\资料\druid-1.0.9\druid-1.0.9.jar”
2. 编写配置文件，放在 src 目录下： “day02_jdbc高级\资料\druid-1.0.9\druid.properties”
  - 修改url，用户名和面
3. 通过 Properties 集合加载配置文件
4. 通过 Druid 连接池工厂类获取数据库连接池对象
5. 获取数据库连接进行使用
6. 注意：Druid 不会自动加载配置文件，需要我们手动加载，但是文件的名称可以自定义。
基本使用
- 新建com.itheima04.DruidTest1

package com.itheima04;

import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSourceFactory;

import javax.sql.DataSource;
import java.io.InputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.util.Properties;

/*
    1.通过Properties集合，加载配置文件
    2.通过Druid连接池工厂类获取数据库连接池对象
    3.通过连接池对象获取数据库连接进行使用
 */
public class DruidTest1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //获取配置文件的流对象
        InputStream is = DruidTest1.class.getClassLoader().getResourceAsStream("druid.properties");

        //1.通过Properties集合，加载配置文件
        Properties prop = new Properties();
        prop.load(is);

        //2.通过Druid连接池工厂类获取数据库连接池对象
        DataSource dataSource = DruidDataSourceFactory.createDataSource(prop);

        //3.通过连接池对象获取数据库连接进行使用
        Connection con = dataSource.getConnection();


        String sql = "SELECT * FROM student";
        PreparedStatement pst = con.prepareStatement(sql);

        //4.执行sql语句，接收结果集
        ResultSet rs = pst.executeQuery();

        //5.处理结果集
        while(rs.next()) {
            System.out.println(rs.getInt("sid") + "\t" + rs.getString("name") + "\t" + rs.getInt("age") + "\t" + rs.getDate("birthday"));
        }

        //6.释放资源
        rs.close();
        pst.close();
        con.close();//也是将连接归还
    }
}

抽取工具类com.itheima.utils.DataSourceUtils

package com.itheima.utils;

import com.alibaba.druid.pool.DruidDataSourceFactory;

import javax.sql.DataSource;
import java.io.InputStream;
import java.sql.Connection;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
import java.util.Properties;

/*
    数据库连接池的工具类
 */
public class DataSourceUtils {
    //1.私有构造方法
    private DataSourceUtils(){}

    //2.声明数据源变量
    private static DataSource dataSource;

    //3.提供静态代码块，完成配置文件的加载和获取数据库连接池对象
    static{
        try{
            //完成配置文件的加载
            InputStream is = DataSourceUtils.class.getClassLoader().getResourceAsStream("druid.properties");

            Properties prop = new Properties();
            prop.load(is);

            //获取数据库连接池对象
            dataSource = DruidDataSourceFactory.createDataSource(prop);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    //4.提供一个获取数据库连接的方法
    public static Connection getConnection() {
        Connection con = null;
        try {
            con = dataSource.getConnection();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return con;
    }

    //5.提供一个获取数据库连接池对象的方法
    public static DataSource getDataSource() {
        return dataSource;
    }

    //6.释放资源
    public static void close(Connection con, Statement stat, ResultSet rs) {
        if(con != null) {
            try {
                con.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        if(stat != null) {
            try {
                stat.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        if(rs != null) {
            try {
                rs.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public static void close(Connection con, Statement stat) {
        if(con != null) {
            try {
                con.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        if(stat != null) {
            try {
                stat.close();
            } catch (SQLException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

使用工具类

package com.itheima04;

import com.itheima.utils.DataSourceUtils;

import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;

public class DruidTest2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //1.通过连接池工具类获取一个数据库连接
        Connection con = DataSourceUtils.getConnection();

        String sql = "SELECT * FROM student";
        PreparedStatement pst = con.prepareStatement(sql);

        //2.执行sql语句，接收结果集
        ResultSet rs = pst.executeQuery();

        //3.处理结果集
        while(rs.next()) {
            System.out.println(rs.getInt("sid") + "\t" + rs.getString("name") + "\t" + rs.getInt("age") + "\t" + rs.getDate("birthday"));
        }

        //4.释放资源
        DataSourceUtils.close(con,pst,rs);
    }
}

二、JDBC框架(JDBCTemplate)

1.分析前一天案例中的重复代码

dao层的重复代码
- 定义必要的信息、获取数据库的连接、释放资源都是重复的代码！
- 而我们最终的核心功能仅仅只是执行一条sql语句而已啊！
- 所以我们可以抽取出一个JDBC模板类，来封装一些方法(update、query)，专门帮我们执行增删改查的sql语句！
- 将之前那些重复的操作，都抽取到模板类中的方法里。就能大大简化我们的使用步骤！

2.自定义JDBC框架

2.1数据库的源信息

DataBaseMetaData(了解)：数据库的源信息
- java.sql.DataBaseMetaData：封装了整个数据库的综合信息
- 例如：
  - String getDatabaseProductName()：获取数据库产品的名称
  - int getDatabaseProductVersion()：获取数据库产品的版本号
ParameterMetaData：参数的源信息
- java.sql.ParameterMetaData：封装的是预编译执行者对象中每个参数的类型和属性
- 这个对象可以通过预编译执行者对象中的getParameterMetaData()方法来获取
- 核心功能：
  - int getParameterCount()：获取sql语句中参数的个数
ResultSetMetaData：结果集的源信息
- java.sql.ResultSetMetaData：封装的是结果集对象中列的类型和属性
- 这个对象可以通过结果集对象中的getMetaData()方法来获取
- 核心功能：
  - int getColumnCount()：获取列的总数
  - String getColumnName(int i)：获取列名

2.2JDBCTemplate类增删改功能的编写

public class JDBCTemplate {
    private DataSource dataSource;
    private Connection con;
    private PreparedStatement pst;
    private ResultSet rs;

    public JDBCTemplate(DataSource dataSource) {
        this.dataSource = dataSource;
    }

    //专用于执行增删改sql语句的方法
    public int update(String sql,Object...objs) {
        int result = 0;

        try{
            con = dataSource.getConnection();
            pst = con.prepareStatement(sql);

            //获取sql语句中的参数源信息
            ParameterMetaData pData = pst.getParameterMetaData();
            //获取sql语句中参数的个数
            int parameterCount = pData.getParameterCount();

            //判断参数个数是否一致
            if(parameterCount != objs.length) {
                throw new RuntimeException("参数个数不匹配");
            }

            //为sql语句中的?占位符赋值
            for (int i = 0; i < objs.length; i++) {
                pst.setObject(i+1,objs[i]);
            }

            //执行sql语句
            result = pst.executeUpdate();

        } catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //释放资源
            DataSourceUtils.close(con,pst);
        }

        //返回结果
        return result;
    }
}

2.3JDBCTemplate类查询功能的编写

实体类

/*
    学生实体类
 */
public class Student {
    private Integer sid;
    private String name;
    private Integer age;
    private Date birthday;

    public Student() {
    }

    public Student(Integer sid, String name, Integer age, Date birthday) {
        this.sid = sid;
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.birthday = birthday;
    }

    public Integer getSid() {
        return sid;
    }

    public void setSid(Integer sid) {
        this.sid = sid;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public Date getBirthday() {
        return birthday;
    }

    public void setBirthday(Date birthday) {
        this.birthday = birthday;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "sid=" + sid +
                ", name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", birthday=" + birthday +
                '}';
    }
}

ResultSetHandler接口

/*
    用于处理结果集的接口
 */
public interface ResultSetHandler<T> {
    //处理结果集的抽象方法。
    <T> T handler(ResultSet rs);
}

BeanHandler实现类

/*
    实现类1：用于完成将查询出来的一条记录，封装到Student对象中
 */
public class BeanHandler<T> implements ResultSetHandler<T> {
    //1.声明对象类型变量
    private Class<T> beanClass;

    //2.有参构造对变量赋值
    public BeanHandler(Class<T> beanClass) {
        this.beanClass = beanClass;
    }

    /*
        将ResultSet结果集中的数据封装到beanClass类型对象中
     */
    @Override
    public T handler(ResultSet rs) {
        //3.声明对象
        T bean = null;
        try{
            //4.创建传递参数的对象
            bean = beanClass.newInstance();

            //5.判断是否有结果集
            if(rs.next()) {
                //6.得到所有的列名
                //6.1先得到结果集的源信息
                ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();
                //6.2还要得到有多少列
                int columnCount = rsmd.getColumnCount();
                //6.3遍历列数
                for(int i = 1; i <= columnCount; i++) {
                    //6.4得到每列的列名
                    String columnName = rsmd.getColumnName(i);
                    //6.5通过列名获取数据
                    Object columnValue = rs.getObject(columnName);

                    //6.6列名其实就是对象中成员变量的名称。于是就可以使用列名得到对象中属性的描述器(get和set方法)
                    PropertyDescriptor pd = new PropertyDescriptor(columnName.toLowerCase(),beanClass);
                    //6.7获取set方法
                    Method writeMethod = pd.getWriteMethod();
                    //6.8执行set方法，给成员变量赋值
                    writeMethod.invoke(bean,columnValue);
                }
            }

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //7.将对象返回
        return bean;
    }
}

BeanListHandler实现类

/*
    实现类2：用于将结果集封装到集合中
 */
public class BeanListHandler<T> implements ResultSetHandler<T> {

    //1.声明对象变量
    private Class<T> beanClass;

    //2.有参构造为变量赋值
    public BeanListHandler(Class<T> beanClass) {
        this.beanClass = beanClass;
    }

    @Override
    public List<T> handler(ResultSet rs) {
        //3.创建集合对象
        List<T> list = new ArrayList<>();

        try{
            //4.遍历结果集对象
            while(rs.next()) {
                //5.创建传递参数的对象
                T bean = beanClass.newInstance();
                //6.得到所有的列名
                //6.1先得到结果集的源信息
                ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();
                //6.2还要得到有多少列
                int columnCount = rsmd.getColumnCount();
                //6.3遍历列数
                for(int i = 1; i <= columnCount; i++) {
                    //6.4得到每列的列名
                    String columnName = rsmd.getColumnName(i);
                    //6.5通过列名获取数据
                    Object columnValue = rs.getObject(columnName);

                    //6.6列名其实就是对象中成员变量的名称。于是就可以使用列名得到对象中属性的描述器(get和set方法)
                    PropertyDescriptor pd = new PropertyDescriptor(columnName.toLowerCase(),beanClass);
                    //6.7获取set方法
                    Method writeMethod = pd.getWriteMethod();
                    //6.8执行set方法，给成员变量赋值
                    writeMethod.invoke(bean,columnValue);
                }
                //7.将对象保存到集合中
                list.add(bean);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //8.返回结果
        return list;
    }
}

ScalarHandler实现类

/*
    实现类3：用于返回一个聚合函数的查询结果
 */
public class ScalarHandler<T> implements ResultSetHandler<T> {
    @Override
    public Long handler(ResultSet rs) {
        //1.声明一个变量
        Long value = null;
        try{
            //2.判断是否有结果
            if(rs.next()) {
                //3.获取结果集的源信息
                ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();
                //4.获取第一列的列名
                String columnName = rsmd.getColumnName(1);
                //5.根据列名获取值
                value = rs.getLong(columnName);
            }
        } catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //6.将结果返回
        return value;
    }
}

JDBCTemplate类

public class JDBCTemplate {
    private DataSource dataSource;
    private Connection con;
    private PreparedStatement pst;
    private ResultSet rs;

    public JDBCTemplate(DataSource dataSource) {
        this.dataSource = dataSource;
    }
    
    /*
    	专用于执行聚合函数sql语句的方法
    */
    public Long queryForScalar(String sql, ResultSetHandler<Long> rsh, Object...objs) {
        Long result = null;
        try{
            con = dataSource.getConnection();
            pst = con.prepareStatement(sql);

            //获取sql语句中的参数源信息
            ParameterMetaData pData = pst.getParameterMetaData();
            int parameterCount = pData.getParameterCount();

            //判断参数个数是否一致
            if(parameterCount != objs.length) {
                throw new RuntimeException("参数个数不匹配");
            }

            //为sql语句中的?占位符赋值
            for (int i = 0; i < objs.length; i++) {
                pst.setObject(i+1,objs[i]);
            }

            //执行sql语句
            rs = pst.executeQuery();

            //通过ScalarHandler方式对结果进行处理
            result = rsh.handler(rs);

        } catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //释放资源
            DataSourceUtils.close(con,pst,rs);
        }

        //将结果返回
        return result;
    }

    /*
    	专用于查询所有记录sql语句的方法
    */
    public <T> List<T> queryForList(String sql, ResultSetHandler<T> rsh, Object...objs) {
        List<T> list = new ArrayList<>();
        try{
            con = dataSource.getConnection();
            pst = con.prepareStatement(sql);

            //获取sql语句中的参数源信息
            ParameterMetaData pData = pst.getParameterMetaData();
            int parameterCount = pData.getParameterCount();

            //判断参数个数是否一致
            if(parameterCount != objs.length) {
                throw new RuntimeException("参数个数不匹配");
            }

            //为sql语句中的?占位符赋值
            for (int i = 0; i < objs.length; i++) {
                pst.setObject(i+1,objs[i]);
            }

            //执行sql语句
            rs = pst.executeQuery();

            //通过BeanListHandler方式对结果进行处理
            list = rsh.handler(rs);

        } catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //释放资源
            DataSourceUtils.close(con,pst,rs);
        }

        //将结果返回
        return list;
    }


    /*
    	专用于执行查询一条记录sql语句的方法
    */
    public <T> T queryForObject(String sql, ResultSetHandler<T> rsh, Object...objs) {
        T obj = null;
        try{
            con = dataSource.getConnection();
            pst = con.prepareStatement(sql);

            //获取sql语句中的参数源信息
            ParameterMetaData pData = pst.getParameterMetaData();
            int parameterCount = pData.getParameterCount();

            //判断参数个数是否一致
            if(parameterCount != objs.length) {
                throw new RuntimeException("参数个数不匹配");
            }

            //为sql语句中的?占位符赋值
            for (int i = 0; i < objs.length; i++) {
                pst.setObject(i+1,objs[i]);
            }

            //执行sql语句
            rs = pst.executeQuery();

            //通过BeanHandler方式对结果进行处理
            obj = rsh.handler(rs);

        } catch(Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //释放资源
            DataSourceUtils.close(con,pst,rs);
        }

        //将结果返回
        return obj;
    }
}

2.4测试自定义JDBC框架的使用

public class JDBCTemplateTest {
    //创建JDBCTemplate对象
    JDBCTemplate template = new JDBCTemplate(DataSourceUtils.getDataSource());

    @Test
    public void selectScalar() {
        //查询student表的记录条数
        String sql = "SELECT COUNT(*) FROM student";
        Long count = template.queryForScalar(sql, new ScalarHandler<Long>());
        System.out.println(count);
    }

    @Test
    public void selectAll() {
        //查询所有学生信息
        String sql = "SELECT * FROM student";
        List<Student> list = template.queryForList(sql, new BeanListHandler<Student>(Student.class));
        for(Student stu : list) {
            System.out.println(stu);
        }
    }

    @Test
    public void selectOne() {
        //查询张三这条记录
        String sql = "SELECT * FROM student WHERE sid=?";
        //通过BeanHandler将结果封装成一个Student对象
        Student stu = template.queryForObject(sql, new BeanHandler<Student>(Student.class), 1);
        System.out.println(stu);
    }

    @Test
    public void insert() {
        //新增周七记录
        String sql = "INSERT INTO student VALUES (?,?,?,?)";
        Object[] params = {5,"周七",27,"2007-07-07"};
        int result = template.update(sql, params);
        System.out.println(result);
    }

    @Test
    public void delete() {
        //删除周七这条记录
        String sql = "DELETE FROM student WHERE sid=?";
        int result = template.update(sql, 5);
        System.out.println(result);
    }

    @Test
    public void update() {
        //修改张三的年龄为33
        String sql = "UPDATE student SET age=? WHERE name=?";
        Object[] params = {33,"张三"};
        int result = template.update(sql,params);
        System.out.println(result);
    }
}