数据库连接池原理

连接池的核心思想是连接的复用，通过建立一个数据库连接池以及一套连接使用、分配和管理策略，使得该连接池中的连接可以得到高效，安全的复用，避免了数据库连接频繁建立和关闭的开销。

第一、连接池的建立。一般在系统初始化时，连接池会根据系统配置建立，并在池中建立几个连接对象，以便使用时能从连接池中获取，连接池中的连接不能随意创建和关闭，这样避免了连接随意建立和关闭造成的系统开销。
第二、连接池的管理。连接池管理策略是连接池机制的核心，连接池内连接的分配和释放对系统的性能有很大的影响。其策略是：
当客户请求数据库连接时，首先查看连接池中是否有空闲连接，如果存在空闲连接，则将连接分配给客户使用；如果没有空闲连接，则查看当前所开的连接数是否已经达到最大连接数，如果没有达到就重新创建一个请求的客户；如果达到，就按设定的最大等待时间进行等待，如果超出最大等待时间，则抛出异常给客户。
当客户释放数据库连接时，先判断该连接的引用次数是否超过了规定值，如果超过了就从连接池中删除该连接，否则就保留为其他客户服务。该策略保证了数据库连接的有效复用，避免了频繁建立释放连接所带来的系统资源的开销。
第三、连接池的关闭。当应用程序退出时，关闭连接池中所有的链接，释放连接池相关资源，
数据库连接池技术带来的优势：

1． 资源重用

由于数据库连接得到重用，避免了频繁创建、释放连接引起的大量性能开销。在减少系统消耗的基础上，另一方面也增进了系统运行环境的平稳性（减少内存碎片以及数据库临时进程/线程的数量）。

2． 更快的系统响应速度

数据库连接池在初始化过程中，往往已经创建了若干数据库连接置于池中备用。此时连接的初始化工作均已完成。对于业务请求处理而言，直接利用现有可用连接，避免了数据库连接初始化和释放过程的时间开销，从而缩减了系统整体响应时间。

3． 新的资源分配手段

对于多应用共享同一数据库的系统而言，可在应用层通过数据库连接的配置，实现数据库连接池技术，某一应用最大可用数据库连接数的限制，避免某一应用独占所有数据库资源。

4． 统一的连接管理，避免数据库连接泄漏

在较为完备的数据库连接池实现中，可根据预先的连接占用超时设定，强制收回被占用连接。从而避免了常规数据库连接操作中可能出现的资源泄漏。

在实际工作中，数据资源往往是瓶颈资源，不同的应用都会访问同一数据源。其中某个应用耗尽了数据库资源后，意味其他的应用也无法正常运行。因此，ConnectionPool的第一个任务是限制：每个应用或系统可以拥有的最大资源。

ConnectionPool的第二个任务：在连接池的大小(PoolSize)范围内，最大限度地使用资源，缩短数据库访问的使用周期。许多数据库中，连接（Connection）并不是资源的最小单元，控制Statement资源比Connection更重要。

以Oracle为例：每申请一个连接（Connection）会在物理网络（如 TCP/IP网络）上建立一个用于通讯的连接，在此连接上还可以申请一定数量的Statement。同一连接可提供的活跃Statement数量可以达到几百。在节约网络资源的同时，缩短了每次会话周期（物理连接的建立是个费时的操作）。但在一般的应用中，有10个程序调用，则会产生10次物理连接，每个Statement单独占用一个物理连接，这是极大的资源浪费。
ConnectionPool可以解决这个问题，让几十、几百个Statement只占用同一个物理连接， 发挥数据库原有的优点。

通过ConnectionPool对资源的有效管理，应用可以获得的Statement总数到达 ：

（并发物理连接数）×（每个连接可提供的Statement数量）

5、多数据库服务器

对于大型的企业级应用，常常需要同时连接不同的数据库（如连接oracle和sybase）。如何连接不同的数据库呢？我们采用的策略是：设计一个符合单例模式的连接池管理类，在连接池管理类的唯一实例被创建时读取一个资源文件，其中资源文件中存放着多个数据库的url地址等信息。根据资源文件提供的信息，创建多个连接池类的实例，每一个实例都是一个特定数据库的连接池。连接池管理类实例为每个连接池实例取一个名字，通过不同的名字来管理不同的连接池。 对于同一个数据库有多个用户使用不同的名称和密码访问的情况，也可以通过资源文件处理，即在资源文件中设置多个具有相同url地址，但具有不同用户名和密码的数据库连接信息。

6、连接池的分配与释放（策略之一）

空闲连接池(存放已经创建但并未分配出去的连接,按照创建时间大小放在一个容器)

用户请求连接时会看连接池内是否还有空闲连接..分配一个最大创建时间的连接给它

如果有空闲连接.判断该连接是否有效,如果是无效的连接,则把它移出连接池,重新检测是否还有其他空闲的连接

如果没有剩余空闲的连接,检查当前所开的连接池数是否达到连接池所允许的最大数,如果没有达到就分配一个新的 连接,如果达到了就等待一段时间。

在等待的时间内,任何连接被释放出来后都可以把这个连接分配给等待的客户

如果等待时间超过预定的时间则返回null值,系统对已经分配出去了的正在使用的连接只做计数

7、引用记数
　 在分配、释放策略对于有效复用连接非常重要，我们采用的方法也是采用了一个很有名的设计模式：reference counting（引用记数）。我们把该方法运用到对于连接分配释放上。每一个数据库连接，保留一个引用记数，用来记录该链接的使用者的个数。具体实现上，我们对connection类进行了进一步包装来实现引用记数。被包装的connection类我们提供2个方法来实现引用记数的操作，一个是repeat（被分配出去）一个是remove（被释放回来）;然后利用repeatnow属性来确定当前引用多少，具体是哪个用户引用了该连接，将在连接池中登记；最后提供isRepeat属性来确定该连接是否可以使用引用记数技术。一旦一个连接被分配出去，那么就会对该连接的申请者进行登记，并且增加引用记数，当被释放回来时就删除他登记的信息，同时减少一次引用记数。这样做的一个很大的好处是，使得我们可以高效的使用连接，因为一旦所有连接都被分配出去，我们就可以根据相应的策略从使用池中挑出一个正在使用的连接来复用，而不是随便拿出一个连接去复用。

8、连接池的连接数

连接池中到底应该放置多少连接，才能使系统的性能最佳？可采取设置最小连接数（minconn）和最大连接数（maxconn）来控制连接池中的连接数。最小连接数是系统启动时连接池所创建的连接数。如果创建过多，则系统启动就慢，但创建后系统的响应速度会很快；如果创建过少，则系统启动的很快，响应起来却慢。在开发时，设置较小的最小连接数，开发起来会快，而在系统实际使用时设置较大的，因为这样对访问客户来说速度会快些。最大连接数是连接池中允许连接的最大数目，具体设置多少，要看系统的访问量，可通过反复测试，找到最佳点。 如何确保连接池中的最小连接数呢？有动态和静态两种策略。动态即每隔一定时间就对连接池进行检测，如果发现连接数量小于最小连接数，则补充相应数量的新连接以保证连接池的正常运转。静态是发现空闲连接不够时再去检查。
参考文档：
http://blog.sina.com.cn/s/blog_6f688450010148d2.html http://www.cnblogs.com/newpanderking/p/3875749.html