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咋回事!现在新人连数据库连接池c3p0都没有听说过?

Java技术那些事 881

前言:

此刻姐妹们对“c3p0连接oracle问题”大约比较关心,我们都想要剖析一些“c3p0连接oracle问题”的相关文章。那么小编同时在网摘上汇集了一些对于“c3p0连接oracle问题””的相关资讯,希望大家能喜欢,兄弟们快快来学习一下吧!

简介

c3p0是用于创建和管理连接,利用“池”的方式复用连接减少资源开销,和其他数据源一样,也具有连接数控制、连接可靠性测试、连接泄露控制、缓存语句等功能。目前,hibernate自带的连接池就是c3p0。

本文将包含以下内容(因为篇幅较长,可根据需要选择阅读):

c3p0的使用方法(入门案例、JDNI使用)c3p0的配置参数详解c3p0主要源码分析使用例子-入门需求

使用C3P0连接池获取连接对象,对用户数据进行简单的增删改查(sql脚本项目中已提供)。

工程环境

JDK:1.8.0_201

maven:3.6.1

IDE:eclipse 4.12

mysql-connector-java:8.0.15

mysql:5.7 .28

C3P0:0.9.5.3

主要步骤编写c3p0.properties,设置数据库连接参数和连接池基本参数等new一个ComboPooledDataSource对象,它会自动加载c3p0.properties通过ComboPooledDataSource对象获得Connection对象使用Connection对象对用户表进行增删改查创建项目

项目类型Maven Project,打包方式war(其实jar也可以,之所以使用war是为了测试JNDI)。

引入依赖

这里引入日志包,主要为了看看连接池的创建过程,不引入不会有影响的。

        <dependency>            <groupId>junit</groupId>            <artifactId>junit</artifactId>            <version>4.12</version>            <scope>test</scope>        </dependency>        <!-- c3p0 -->        <dependency>            <groupId>com.mchange</groupId>            <artifactId>c3p0</artifactId>            <version>0.9.5.3</version>        </dependency>        <!-- mysql驱动 -->        <dependency>            <groupId>mysql</groupId>            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>            <version>8.0.15</version>        </dependency>        <!-- log -->        <dependency>            <groupId>log4j</groupId>            <artifactId>log4j</artifactId>            <version>1.2.17</version>        </dependency>        <dependency>            <groupId>commons-logging</groupId>            <artifactId>commons-logging</artifactId>            <version>1.2</version>        </dependency>
编写c3p0.properties

c3p0支持使用.xml、.properties等文件来配置参数。本文用的是c3p0.properties作为配置文件,相比.xml文件我觉得会直观一些。

配置文件路径在resources目录下,因为是入门例子,这里仅给出数据库连接参数和连接池基本参数,后面源码会对所有配置参数进行详细说明。另外,数据库sql脚本也在该目录下。

注意:文件名必须是c3p0.properties,否则不会自动加载(如果是.xml,文件名为c3p0-config.xml)。

# c3p0只是会将该驱动实例注册到DriverManager,不能保证最终用的是该实例,除非设置了forceUseNamedDriverClassc3p0.driverClass=com.mysql.cj.jdbc.Driverc3p0.forceUseNamedDriverClass=truec3p0.jdbcUrl=jdbc:mysql://localhost:3306/github_demo?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=GMT%2B8&useSSL=true# 获取连接时使用的默认用户名c3p0.user=root# 获取连接时使用的默认用户密码c3p0.password=root####### Basic Pool Configuration ######### 当没有空闲连接可用时,批量创建连接的个数# 默认3c3p0.acquireIncrement=3# 初始化连接个数# 默认3c3p0.initialPoolSize=3# 最大连接个数# 默认15c3p0.maxPoolSize=15# 最小连接个数# 默认3c3p0.minPoolSize=3
获取连接池和获取连接

项目中编写了JDBCUtil来初始化连接池、获取连接、管理事务和释放资源等,具体参见项目源码。

路径:cn.zzs.c3p0

        // 配置文件名为c3p0.properties,会自动加载。        DataSource dataSource = new ComboPooledDataSource();        // 获取连接        Connection conn = dataSource.getConnection();

除了使用ComboPooledDataSource,c3p0还提供了静态工厂类DataSources,这个类可以创建未池化的数据源对象,也可以将未池化的数据源池化,当然,这种方式也会去自动加载配置文件。

        // 获取未池化数据源对象        DataSource ds_unpooled = DataSources.unpooledDataSource();        // 将未池化数据源对象进行池化        DataSource ds_pooled = DataSources.pooledDataSource(ds_unpooled);        // 获取连接        Connection connection = ds_pooled.getConnection();
编写测试类

这里以保存用户为例,路径在test目录下的cn.zzs.c3p0。

    @Test    public void save() throws SQLException {        // 创建sql        String sql = "insert into demo_user values(null,?,?,?,?,?)";        Connection connection = null;        PreparedStatement statement = null;        try {            // 获得连接            connection = JDBCUtil.getConnection();            // 开启事务设置非自动提交            connection.setAutoCommit(false);            // 获得Statement对象            statement = connection.prepareStatement(sql);            // 设置参数            statement.setString(1, "zzf003");            statement.setInt(2, 18);            statement.setDate(3, new Date(System.currentTimeMillis()));            statement.setDate(4, new Date(System.currentTimeMillis()));            statement.setBoolean(5, false);            // 执行            statement.executeUpdate();            // 提交事务            connection.commit();        } finally {            // 释放资源            JDBCUtil.release(connection, statement, null);        }    }
# 使用例子-通过JNDI获取数据源

需求

本文测试使用JNDI获取ComboPooledDataSource和JndiRefConnectionPoolDataSource对象,选择使用tomcat 9.0.21作容器。

如果之前没有接触过JNDI,并不会影响下面例子的理解,其实可以理解为像spring的bean配置和获取。

引入依赖

本文在入门例子的基础上增加以下依赖,因为是web项目,所以打包方式为war:

        <dependency>            <groupId>javax.servlet</groupId>            <artifactId>jstl</artifactId>            <version>1.2</version>            <scope>provided</scope>        </dependency>        <dependency>            <groupId>javax.servlet</groupId>            <artifactId>javax.servlet-api</artifactId>            <version>3.1.0</version>            <scope>provided</scope>        </dependency>        <dependency>            <groupId>javax.servlet.jsp</groupId>            <artifactId>javax.servlet.jsp-api</artifactId>            <version>2.2.1</version>            <scope>provided</scope>        </dependency>
编写context.xml

在webapp文件下创建目录META-INF,并创建context.xml文件。这里面的每个resource节点都是我们配置的对象,类似于spring的bean节点。其中jdbc/pooledDS可以看成是这个bean的id。

注意,这里获取的数据源对象是单例的,如果希望多例,可以设置singleton="false"。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><Context>    <Resource auth="Container"              description="DB Connection"              driverClass="com.mysql.cj.jdbc.Driver"              maxPoolSize="4"              minPoolSize="2"              acquireIncrement="1"              name="jdbc/pooledDS"              user="root"              password="root"              factory="org.apache.naming.factory.BeanFactory"              type="com.mchange.v2.c3p0.ComboPooledDataSource"              jdbcUrl="jdbc:mysql://localhost:3306/github_demo?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=GMT%2B8&useSSL=true" /></Context>
编写web.xml

在web-app节点下配置资源引用,每个resource-env-ref指向了我们配置好的对象。

    <resource-ref>        <res-ref-name>jdbc/pooledDS</res-ref-name>        <res-type>javax.sql.DataSource</res-type>        <res-auth>Container</res-auth>    </resource-ref>
编写jsp

因为需要在web环境中使用,如果直接建类写个main方法测试,会一直报错的,目前没找到好的办法。这里就简单地使用jsp来测试吧。

c3p0提供了JndiRefConnectionPoolDataSource来支持JNDI(方式一),当然,我们也可以采用常规方式获取JNDI的数据源(方式二)。因为我设置的数据源时单例的,所以,两种方式获得的是同一个数据源对象,只是方式一会将该对象再次包装。

<body>    <%    String jndiName = "java:comp/env/jdbc/pooledDS";    // 方式一    JndiRefConnectionPoolDataSource jndiDs = new JndiRefConnectionPoolDataSource();    jndiDs.setJndiName(jndiName);    System.err.println("方式一获得的数据源identityToken:" + jndiDs.getIdentityToken());    Connection con2 = jndiDs.getPooledConnection().getConnection();    // do something    System.err.println("方式一获得的连接:" + con2);    // 方式二    InitialContext ic = new InitialContext();    // 获取JNDI上的ComboPooledDataSource    DataSource ds = (DataSource) ic.lookup(jndiName);    System.err.println("方式二获得的数据源identityToken:" + ((ComboPooledDataSource)ds).getIdentityToken());    Connection con = ds.getConnection();    // do something    System.err.println("方式二获得的连接:" + con);    // 释放资源    if (ds instanceof PooledDataSource){      PooledDataSource pds = (PooledDataSource) ds;      // 先看看当前连接池的状态      System.err.println("num_connections: "      + pds.getNumConnectionsDefaultUser());      System.err.println("num_busy_connections: " + pds.getNumBusyConnectionsDefaultUser());      System.err.println("num_idle_connections: " + pds.getNumIdleConnectionsDefaultUser());      pds.close();    }else{      System.err.println("Not a c3p0 PooledDataSource!");    }    %></body>
测试结果

打包项目在tomcat9上运行,访问 ,控制台打印如下内容:

方式一获得的数据源identityToken:1hge1hra7cdbnef1fooh9k|3c1e541方式一获得的连接:com.mchange.v2.c3p0.impl.NewProxyConnection@2baa7911方式二获得的数据源identityToken:1hge1hra7cdbnef1fooh9k|9c60446方式二获得的连接:com.mchange.v2.c3p0.impl.NewProxyConnection@e712a7cnum_connections: 3num_busy_connections: 2num_idle_connections: 1

此时正在使用的连接对象有2个,即两种方式各持有1个,即印证了两种方式获得的是同一数据源。

配置文件详解

这部分内容是参考官网的,对应当前所用的0.9.5.3 版本

数据库连接参数

注意,这里在url后面拼接了多个参数用于避免乱码、时区报错问题。 补充下,如果不想加入时区的参数,可以在mysql命令窗口执行如下命令:set global time_zone='+8:00'。

还有,如果是xml文件,记得将&改成&。

# c3p0只是会将该驱动实例注册到DriverManager,不能保证最终用的是该实例,除非设置了forceUseNamedDriverClassc3p0.driverClass=com.mysql.cj.jdbc.Driverc3p0.forceUseNamedDriverClass=truec3p0.jdbcUrl=jdbc:mysql://localhost:3306/github_demo?useUnicode=true&characterEncoding=utf8&serverTimezone=GMT%2B8&useSSL=true# 获取连接时使用的默认用户名c3p0.user=root# 获取连接时使用的默认用户密码c3p0.password=root
连接池数据基本参数

这几个参数都比较常用,具体设置多少需根据项目调整。

####### Basic Pool Configuration ######### 当没有空闲连接可用时,批量创建连接的个数# 默认3c3p0.acquireIncrement=3# 初始化连接个数# 默认3c3p0.initialPoolSize=3# 最大连接个数# 默认15c3p0.maxPoolSize=15# 最小连接个数# 默认3c3p0.minPoolSize=3
连接存活参数

为了避免连接泄露无法回收的问题,建议设置maxConnectionAge和unreturnedConnectionTimeout。

# 最大空闲时间。超过将被释放# 默认0,即不限制。单位秒c3p0.maxIdleTime=0# 最大存活时间。超过将被释放# 默认0,即不限制。单位秒c3p0.maxConnectionAge=1800# 过量连接最大空闲时间。# 默认0,即不限制。单位秒c3p0.maxIdleTimeExcessConnections=0# 检出连接未归还的最大时间。# 默认0。即不限制。单位秒c3p0.unreturnedConnectionTimeout=0
连接检查参数

针对连接失效和连接泄露的问题,建议开启空闲连接测试(异步),而不建议开启检出测试(从性能考虑)。另外,通过设置preferredTestQuery或automaticTestTable可以加快测试速度。

# c3p0创建的用于测试连接的空表的表名。如果设置了,preferredTestQuery将失效。# 默认null#c3p0.automaticTestTable=test_table# 自定义测试连接的sql。如果没有设置,c3p0会去调用isValid方法进行校验(c3p0版本0.9.5及以上)# nullc3p0.preferredTestQuery=select 1 from dual# ConnectionTester实现类,用于定义如何测试连接# com.mchange.v2.c3p0.impl.DefaultConnectionTesterc3p0.connectionTesterClassName=com.mchange.v2.c3p0.impl.DefaultConnectionTester# 空闲连接测试周期# 默认0,即不检验。单位秒c3p0.idleConnectionTestPeriod=300# 连接检入时测试(异步)。# 默认falsec3p0.testConnectionOnCheckin=false# 连接检出时测试。# 默认false。建议不要设置为true。c3p0.testConnectionOnCheckout=false
缓存语句

PSCache对支持游标的数据库性能提升巨大,比如说oracle。在mysql下建议关闭。

# 所有连接PreparedStatement的最大总数量。是JDBC定义的标准参数,c3p0建议使用自带的maxStatementsPerConnection# 默认0。即不限制c3p0.maxStatements=0# 单个连接PreparedStatement的最大数量。# 默认0。即不限制c3p0.maxStatementsPerConnection=0# 延后清理PreparedStatement的线程数。可设置为1。# 默认0。即不限制c3p0.statementCacheNumDeferredCloseThreads=0
失败重试参数

根据项目实际情况设置。

# 失败重试时间。# 默认30。如果非正数,则将一直阻塞地去获取连接。单位毫秒。c3p0.acquireRetryAttempts=30# 失败重试周期。# 默认1000。单位毫秒c3p0.acquireRetryDelay=1000# 当获取连接失败,是否标志数据源已损坏,不再重试。# 默认false。c3p0.breakAfterAcquireFailure=false
事务相关参数

建议保留默认就行。

# 连接检入时是否自动提交事务。# 默认false。但c3p0会自动回滚c3p0.autoCommitOnClose=false# 连接检入时是否强制c3p0不去提交或回滚事务,以及修改autoCommit# 默认false。强烈建议不要设置为true。c3p0.forceIgnoreUnresolvedTransactions=false
其他
# 连接检出时是否记录堆栈信息。用于在unreturnedConnectionTimeout超时时打印。# 默认false。c3p0.debugUnreturnedConnectionStackTraces=false# 在获取、检出、检入和销毁时,对连接对象进行操作的类。# 默认null。通过继承com.mchange.v2.c3p0.AbstractConnectionCustomizer来定义。#c3p0.connectionCustomizerClassName# 池耗尽时,获取连接最大等待时间。# 默认0。即无限阻塞。单位毫秒c3p0.checkoutTimeout=0# JNDI数据源的加载URL# 默认null#c3p0.factoryClassLocation# 是否同步方式检入连接# 默认falsec3p0.forceSynchronousCheckins=false# c3p0的helper线程最大任务时间# 默认0。即不限制。单位秒c3p0.maxAdministrativeTaskTime=0# c3p0的helper线程数量# 默认3c3p0.numHelperThreads=3# 类加载器来源# 默认caller#c3p0.contextClassLoaderSource# 是否使用c3p0的AccessControlContextc3p0.privilegeSpawnedThreads=false
# 源码分析

c3p0的源码真的非常难啃,没有注释也就算了,代码的格式也是非常奇葩。正因为这个原因,我刚开始接触c3p0时,就没敢深究它的源码。现在硬着头皮再次来翻看它的源码,还是花了我不少时间。

因为c3p0的部分方法调用过程比较复杂,所以,这次源码分析重点关注类与类的关系和一些重要功能的实现,不像以往还可以一步步地探索。

另外,c3p0大量使用了监听器和多线程,因为是JDK自带的功能,所以本文不会深究其原理。感兴趣的同学,可以补充学习下,毕竟实际项目中也会使用到的。

创建数据源对象

我们使用c3p0时,一般会以ComboPooledDataSource这个类为入口,那么就从这个类展开吧。首先,看下ComboPooledDataSource的UML图。

ComboPooledDataSource的UML图

下面重点说下几个类的作用:

类名描述DataSource用于创建原生的ConnectionConnectionPoolDataSource用于创建PooledConnectionPooledDataSource用于支持对c3p0连接池中连接数量和状态等的监控IdentityTokenized用于支持注册功能。每个DataSource实例都有一个identityToken,用于在C3P0Registry中注册PoolBackedDataSourceBase实现了IdentityTokenized接口,还持有PropertyChangeSupport和VetoableChangeSupport对象,并提供了添加和移除监听器的方法AbstractPoolBackedDataSource实现了PooledDataSource和DataSourceAbstractComboPooledDataSource提供了数据源参数配置的setter/getter方法DriverManagerDataSourceDataSource实现类,用于创建原生的ConnectionWrapperConnectionPoolDataSourceConnectionPoolDataSource实现类,用于创建PooledConnectionC3P0PooledConnectionPoolManager连接池管理器,非常重要。用于创建连接池,并持有连接池的Map(根据账号密码匹配连接池)。

当我们new一个ComboPooledDataSource对象时,主要做了几件事:

获得this的identityToken,并注册到C3P0Registry添加监听配置参数改变的Listenner创建DriverManagerDataSource和WrapperConnectionPoolDataSource对象

当然,在此之前有某个静态代码块加载类配置文件,具体加载过程后续有空再做补充。

获得this的identityToken,并注册到C3P0Registry

在c3p0里,每个数据源都有一个唯一的身份标志identityToken,用于在C3P0Registry中注册。下面看看具体identityToken的获取,调用的是C3P0ImplUtils的allocateIdentityToken方法。

System.identityHashCode(o)是本地方法,即使我们不重写hashCode,同一个对象获得的hashCode唯一且不变,甚至程序重启也是一样。这个方法还是挺神奇的,感兴趣的同学可以研究下具体原理。

    public static String allocateIdentityToken(Object o) {        if(o == null)            return null;        else {            // 获取对象的identityHashCode,并转为16进制            String shortIdToken = Integer.toString(System.identityHashCode(o), 16);            String out;            long count;            StringBuffer sb = new StringBuffer(128);            sb.append(VMID_PFX);            // 判断是否拼接当前对象被查看过的次数            if(ID_TOKEN_COUNTER != null && ((count = ID_TOKEN_COUNTER.encounter(shortIdToken)) > 0)) {                sb.append(shortIdToken);                sb.append('#');                sb.append(count);            } else                sb.append(shortIdToken);            out = sb.toString().intern();            return out;        }    }

接下来,再来看下注册过程,调用的是C3P0Registry的incorporate方法。

    // 存放identityToken=PooledDataSource的键值对    private static Map tokensToTokenized = new DoubleWeakHashMap();    // 存放未关闭的PooledDataSource    private static HashSet unclosedPooledDataSources = new HashSet();    private static void incorporate(IdentityTokenized idt) {        tokensToTokenized.put(idt.getIdentityToken(), idt);        if(idt instanceof PooledDataSource) {            unclosedPooledDataSources.add(idt);            mc.attemptManagePooledDataSource((PooledDataSource)idt);        }    }

注册的过程还是比较简单易懂,但是有个比较奇怪的地方,一般这种所谓的注册,都会提供某个方法,让我们可以在程序的任何位置通过唯一标识去查找数据源对象。然而,即使我们知道了某个数据源的identityToken,还是获取不到对应的数据源,因为C3P0Registry并没有提供相关的方法给我们。

后来发现,我们不能也不应该通过identityToken来查找数据源,而是应该通过dataSourceName来查找才对,这不,C3P0Registry就提供了这样的方法。所以,如果我们想在程序的任何位置都能获取到数据源对象,应该在创建数据源时就设置好它的dataSourceName。

    public synchronized static PooledDataSource pooledDataSourceByName(String dataSourceName) {        for(Iterator ii = unclosedPooledDataSources.iterator(); ii.hasNext();) {            PooledDataSource pds = (PooledDataSource)ii.next();            if(pds.getDataSourceName().equals(dataSourceName))                return pds;        }        return null;    }
添加监听配置参数改变的Listenner

接下来是到监听器的内容了。监听器的支持是jdk自带的,主要涉及到PropertyChangeSupport和VetoableChangeSupport两个类,至于具体的实现机理不在本文讨论范围内,感兴趣的同学可以补充学习下。

创建ComboPooledDataSource时,总共添加了三个监听器。

监听器描述PropertyChangeListener1当connectionPoolDataSource, numHelperThreads, identityToken改变后,重置C3P0PooledConnectionPoolManagerVetoableChangeListener当connectionPoolDataSource改变前,校验新设置的对象是否是WrapperConnectionPoolDataSource对象,以及该对象中的DataSource是否DriverManagerDataSource对象,如果不是,会抛出异常PropertyChangeListener2当connectionPoolDataSource改变后,修改this持有的DriverManagerDataSource和WrapperConnectionPoolDataSource对象

我们可以看到,在PoolBackedDataSourceBase对象中,持有了PropertyChangeSupport和VetoableChangeSupport对象,用于支持监听器的功能。

public class PoolBackedDataSourceBase extends IdentityTokenResolvable implements Referenceable, Serializable{    protected PropertyChangeSupport pcs = new PropertyChangeSupport( this );    protected VetoableChangeSupport vcs = new VetoableChangeSupport( this );}

通过以上过程,c3p0可以在参数改变前进行校验,在参数改变后重置某些对象。

创建DriverManagerDataSource

ComboPooledDataSource在实例化父类AbstractComboPooledDataSource时会去创建DriverManagerDataSource和WrapperConnectionPoolDataSource对象,这两个对象都是用于创建连接对象,后者依赖前者。

    public AbstractComboPooledDataSource(boolean autoregister) {        super(autoregister);        // 创建DriverManagerDataSource和WrapperConnectionPoolDataSource对象        dmds = new DriverManagerDataSource();        wcpds = new WrapperConnectionPoolDataSource();        // 将DriverManagerDataSource设置给WrapperConnectionPoolDataSource        wcpds.setNestedDataSource(dmds);                // 初始化属性connectionPoolDataSource        this.setConnectionPoolDataSource(wcpds);        // 注册监听器        setUpPropertyEvents();    }

前面已经讲过,DriverManagerDataSource可以用来获取原生的连接对象,所以它的功能有点类似于JDBC的DriverManager。

DriverManagerDataSource的UML图

创建DriverManagerDataSource实例主要做了三件事,如下:

    public DriverManagerDataSource(boolean autoregister) {
创建WrapperConnectionPoolDataSource

下面再看看WrapperConnectionPoolDataSource,它可以用来获取PooledConnection。

WrapperConnectionPoolDataSource的UML图

创建WrapperConnectionPoolDataSource,主要做了以下三件件事:

    public DriverManagerDataSource(boolean autoregister) {        // 1. 获得this的identityToken,并注册到C3P0Registry        super(autoregister);        // 2. 添加监听配置参数改变的Listenner(当driverClass属性更改时触发事件)        setUpPropertyListeners();        // 3. 读取配置文件,初始化默认的user和password        String user = C3P0Config.initializeStringPropertyVar("user", null);        String password = C3P0Config.initializeStringPropertyVar("password", null);        if(user != null)            this.setUser(user);        if(password != null)            this.setPassword(password);    }

以上基本将ComboPooledDataSource的内容讲完,下面介绍连接池的创建。

创建连接池对象

当我们创建完数据源时,连接池并没有创建,也就是说只有我们调用getConnection时才会触发创建连接池。因为AbstractPoolBackedDataSource实现了DataSource,所以我们可以在这个类看到getConnection的具体实现,如下。

    public Connection getConnection() throws SQLException{        PooledConnection pc = getPoolManager().getPool().checkoutPooledConnection();        return pc.getConnection();    }

这个方法中getPoolManager()得到的就是我们前面提到过的C3P0PooledConnectionPoolManager,而getPool()得到的是C3P0PooledConnectionPool。

我们先来看看这两个类(注意,图中的类展示的只是部分的属性和方法):

C3P0PooledConnectionPoolManager和C3P0PooledConnectionPool的UML图

下面介绍下这几个类:

类名描述C3P0PooledConnectionPoolManager连接池管理器。主要用于获取/创建连接池,它持有DbAuth-C3P0PooledConnectionPool键值对的MapC3P0PooledConnectionPool连接池。主要用于检入和检出连接对象,实际调用的是其持有的BasicResourcePool对象BasicResourcePool资源池。主要用于检入和检出连接对象PooledConnectionResourcePoolManager资源管理器。主要用于创建新的连接对象,以及检入、检出或空闲时进行连接测试

创建连接池的过程可以概括为四个步骤:

创建C3P0PooledConnectionPoolManager对象,开启另一个线程来初始化timer、taskRunner、deferredStatementDestroyer、rpfact和authsToPools等属性创建默认账号密码对应的C3P0PooledConnectionPool对象,并创建PooledConnectionResourcePoolManager对象创建BasicResourcePool对象,创建initialPoolSize对应的初始连接,开启检查连接是否过期、以及检查空闲连接有效性的定时任务

这里主要分析下第四步。

创建BasicResourcePool对象

在这个方法里除了初始化许多属性之外,还会去创建initialPoolSize对应的初始连接,开启检查连接是否过期、以及检查空闲连接有效性的定时任务。

public BasicResourcePool(Manager mgr, int start, int min, int max, int inc, int num_acq_attempts, int acq_attempt_delay, long check_idle_resources_delay, long max_resource_age, long max_idle_time, long excess_max_idle_time, long destroy_unreturned_resc_time, long expiration_enforcement_delay, boolean break_on_acquisition_failure, boolean debug_store_checkout_exceptions, boolean force_synchronous_checkins, AsynchronousRunner taskRunner, RunnableQueue asyncEventQueue,            Timer cullAndIdleRefurbishTimer, BasicResourcePoolFactory factory) throws ResourcePoolException {        // ·······        this.taskRunner = taskRunner;        this.asyncEventQueue = asyncEventQueue;        this.cullAndIdleRefurbishTimer = cullAndIdleRefurbishTimer;        this.factory = factory;        // 开启监听器支持        if (asyncEventQueue != null)            this.rpes = new ResourcePoolEventSupport(this);        else            this.rpes = null;        // 确保初始连接数量,这里会去调用recheckResizePool()方法,后面还会讲到的        ensureStartResources();        // 如果设置maxIdleTime、maxConnectionAge、maxIdleTimeExcessConnections和unreturnedConnectionTimeout,会开启定时任务检查连接是否过期        if(mustEnforceExpiration()) {            this.cullTask = new CullTask();            cullAndIdleRefurbishTimer.schedule(cullTask, minExpirationTime(), this.expiration_enforcement_delay);        }        // 如果设置idleConnectionTestPeriod,会开启定时任务检查空闲连接有效性        if(check_idle_resources_delay > 0) {            this.idleRefurbishTask = new CheckIdleResourcesTask();            cullAndIdleRefurbishTimer.schedule(idleRefurbishTask, check_idle_resources_delay, check_idle_resources_delay);        }        // ·······    }

看过c3p0源码就会发现,c3p0的开发真的非常喜欢监听器和多线程,正是因为这样,才导致它的源码阅读起来会比较吃力。为了方便理解,这里再补充解释下BasicResourcePool的几个属性:

属性描述BasicResourcePoolFactory factory资源池工厂。用于创建BasicResourcePoolAsynchronousRunner taskRunner异步线程。用于执行资源池中连接的创建、销毁RunnableQueue asyncEventQueue异步队列。用于存放连接检出时向ResourcePoolEventSupport报告的事件ResourcePoolEventSupport rpes用于支持监听器Timer cullAndIdleRefurbishTimer定时任务线程。用于执行检查连接是否过期、以及检查空闲连接有效性的任务TimerTask cullTask执行检查连接是否过期的任务TimerTask idleRefurbishTask检查空闲连接有效性的任务HashSet acquireWaiters存放等待获取连接的客户端HashSet otherWaiters当客户端试图检出某个连接,而该连接刚好被检查空闲连接有效性的线程占用,此时客户端就会被加入otherWaitersHashMap managed存放当前池中所有的连接对象LinkedList unused存放当前池中所有的空闲连接对象HashSet excluded存放当前池中已失效但还没检出或使用的连接对象Set idleCheckResources存放当前检查空闲连接有效性的线程占用的连接对象

以上,基本讲完获取连接池的部分,接下来介绍连接的创建。

创建连接对象

我总结下获取连接的过程,为以下几步:

从BasicResourcePool的空闲连接中获取,如果没有,会尝试去创建新的连接,当然,创建的过程也是异步的开启缓存语句支持判断连接是否正在被空闲资源检测线程使用,如果是,重新获取连接校验连接是否过期检出测试判断连接原来的Statement是不是已经清除完,如果没有,重新获取连接设置监听器后将连接返回给客户端

下面还是从头到尾分析该过程的源码吧。

C3P0PooledConnectionPool.checkoutPooledConnection()

现在回到AbstractPoolBackedDataSource的getConnection方法,获取连接对象时会去调用C3P0PooledConnectionPool的checkoutPooledConnection()。

    // 返回的是NewProxyConnection对象    public Connection getConnection() throws SQLException{        PooledConnection pc = getPoolManager().getPool().checkoutPooledConnection();        return pc.getConnection();    }    // 返回的是NewPooledConnection对象    public PooledConnection checkoutPooledConnection() throws SQLException {        // 从连接池检出连接对象        PooledConnection pc = (PooledConnection)this.checkoutAndMarkConnectionInUse();        // 添加监听器,当连接close时会触发checkin事件        pc.addConnectionEventListener(cl);        return pc;    }

之前我一直有个疑问,PooledConnection对象并不持有连接池对象,那么当客户端调用close()时,连接不就不能还给连接池了吗?看到这里总算明白了,c3p0使用的是监听器的方式,当客户端调用close()方法时会触发监听器把连接checkin到连接池中。

C3P0PooledConnectionPool.checkoutAndMarkConnectionInUse()

通过这个方法可以看到,从连接池检出连接的过程不断循环,除非我们设置了checkoutTimeout,超时会抛出异常,又或者检出过程抛出了其他异常。

另外,因为c3p0在checkin连接时清除Statement采用的是异步方式,所以,当我们尝试再次检出该连接,有可能Statement还没清除完,这个时候我们不得不将连接还回去,再尝试重新获取连接。

  private Object checkoutAndMarkConnectionInUse() throws TimeoutException, CannotAcquireResourceException, ResourcePoolException, InterruptedException {        Object out = null;        boolean success = false;        // 注意,这里会自旋直到成功获得连接对象,除非抛出超时等异常        while(!success) {            try {                // 从BasicResourcePool中检出连接对象                out = rp.checkoutResource(checkoutTimeout);                if(out instanceof AbstractC3P0PooledConnection) {                    // 检查该连接下的Statement是不是已经清除完,如果没有,还得重新获取连接                    AbstractC3P0PooledConnection acpc = (AbstractC3P0PooledConnection)out;                    Connection physicalConnection = acpc.getPhysicalConnection();                    success = tryMarkPhysicalConnectionInUse(physicalConnection);                } else                    success = true; // we don't pool statements from non-c3p0 PooledConnections            } finally {                try {                    // 如果检出了连接对象,但出现异常或者连接下的Statement还没清除完,那么就需要重新检入连接                    if(!success && out != null)                        rp.checkinResource(out);                } catch(Exception e) {                    logger.log(MLevel.WARNING, "Failed to check in a Connection that was unusable due to pending Statement closes.", e);                }            }        }        return out;    }
BasicResourcePool.checkoutResource(long)

下面这个方法会采用递归方式不断尝试检出连接,只有设置了checkoutTimeout,或者抛出其他异常,才能从该方法中出来。

如果我们设置了testConnectionOnCheckout,则进行连接检出测试,如果不合格,就必须销毁这个连接对象,并尝试重新检出。

public Object checkoutResource(long timeout) throws TimeoutException, ResourcePoolException, InterruptedException {        try {            Object resc = prelimCheckoutResource(timeout);            // 如果设置了testConnectionOnCheckout,会进行连接检出测试,会去调用PooledConnectionResourcePoolManager的refurbishResourceOnCheckout方法            boolean refurb = attemptRefurbishResourceOnCheckout(resc);            synchronized(this) {                // 连接测试不通过                if(!refurb) {                    // 清除该连接对象                    removeResource(resc);                    // 确保连接池最小容量,会去调用recheckResizePool()方法,后面还会讲到的                    ensureMinResources();                    resc = null;                } else {                    // 在asyncEventQueue队列中加入当前连接检出时向ResourcePoolEventSupport报告的事件                    asyncFireResourceCheckedOut(resc, managed.size(), unused.size(), excluded.size());                    PunchCard card = (PunchCard)managed.get(resc);                    // 该连接对象被删除了??                    if(card == null) // the resource has been removed!                    {                        if(Debug.DEBUG && logger.isLoggable(MLevel.FINER))                            logger.finer("Resource " + resc + " was removed from the pool while it was being checked out " + " or refurbished for checkout. Will try to find a replacement resource.");                        resc = null;                    } else {                        card.checkout_time = System.currentTimeMillis();                    }                }            }            // 如果检出失败,还会继续检出,除非抛出超时等异常            if(resc == null)                return checkoutResource(timeout);            else                return resc;        } catch(StackOverflowError e) {            throw new NoGoodResourcesException("After checking so many resources we blew the stack, no resources tested acceptable for checkout. " + "See logger com.mchange.v2.resourcepool.BasicResourcePool output at FINER/DEBUG for information on individual failures.", e);        }    }
BasicResourcePool.prelimCheckoutResource(long)

这个方法也是采用递归的方式不断地尝试获取空闲连接,只有设置了checkoutTimeout,或者抛出其他异常,才能从该方法中出来。

如果我们开启了空闲连接检测,当我们获取到某个空闲连接时,如果它正在进行空闲连接检测,那么我们不得不等待,并尝试重新获取。

还有,如果我们设置了maxConnectionAge,还必须校验当前获取的连接是不是已经过期,过期的话也得重新获取。

    private synchronized Object prelimCheckoutResource(long timeout) throws TimeoutException, ResourcePoolException, InterruptedException {        try {            // 检验当前连接池是否已经关闭或失效            ensureNotBroken();                        int available = unused.size();            // 如果当前没有空闲连接            if(available == 0) {                int msz = managed.size();                // 如果当前连接数量小于maxPoolSize,则可以创建新连接                if(msz < max) {                    // 计算想要的目标连接数=池中总连接数+等待获取连接的客户端数量+当前客户端                    int desired_target = msz + acquireWaiters.size() + 1;                    if(logger.isLoggable(MLevel.FINER))                        logger.log(MLevel.FINER, "acquire test -- pool size: " + msz + "; target_pool_size: " + target_pool_size + "; desired target? " + desired_target);                    // 如果想要的目标连接数不小于原目标连接数,才会去尝试创建新连接                    if(desired_target >= target_pool_size) {                        // inc是我们一开始设置的acquireIncrement                        desired_target = Math.max(desired_target, target_pool_size + inc);                        // 确保我们的目标数量不大于maxPoolSize,不小于minPoolSize                        target_pool_size = Math.max(Math.min(max, desired_target), min);                        // 这里就会去调整池中的连接数量                        _recheckResizePool();                    }                } else {                    if(logger.isLoggable(MLevel.FINER))                        logger.log(MLevel.FINER, "acquire test -- pool is already maxed out. [managed: " + msz + "; max: " + max + "]");                }                // 等待可用连接,如果设置checkoutTimeout可能会抛出超时异常                awaitAvailable(timeout); // throws timeout exception            }            // 从空闲连接中获取            Object resc = unused.get(0);            // 如果获取到的连接正在被空闲资源检测线程使用            if(idleCheckResources.contains(resc)) {                if(Debug.DEBUG && logger.isLoggable(MLevel.FINER))                    logger.log(MLevel.FINER, "Resource we want to check out is in idleCheck! (waiting until idle-check completes.) [" + this + "]");                // 需要再次等待后重新获取连接对象                Thread t = Thread.currentThread();                try {                    otherWaiters.add(t);                    this.wait(timeout);                    ensureNotBroken();                } finally {                    otherWaiters.remove(t);                }                return prelimCheckoutResource(timeout);            // 如果当前连接过期,需要从池中删除,并尝试重新获取连接            } else if(shouldExpire(resc)) {                if(Debug.DEBUG && logger.isLoggable(MLevel.FINER))                    logger.log(MLevel.FINER, "Resource we want to check out has expired already. Trying again.");                removeResource(resc);                ensureMinResources();                return prelimCheckoutResource(timeout);            // 将连接对象从空闲队列中移出            } else {                unused.remove(0);                return resc;            }        } catch(ResourceClosedException e) // one of our async threads died            // ·······        }    }
BasicResourcePool._recheckResizePool()

从上个方法可知,当前没有空闲连接可用,且连接池中的连接还未达到maxPoolSize时,就可以尝试创建新的连接。在这个方法中,会计算需要增加的连接数。

    private void _recheckResizePool() {        assert Thread.holdsLock(this);                if(!broken) {            int msz = managed.size();            int shrink_count;            int expand_count;            // 从池中清除指定数量的连接            if((shrink_count = msz - pending_removes - target_pool_size) > 0)                shrinkPool(shrink_count);            // 从池中增加指定数量的连接            else if((expand_count = target_pool_size - (msz + pending_acquires)) > 0)                expandPool(expand_count);        }    }
BasicResourcePool.expandPool(int)

在这个方法中,会采用异步的方式来创建新的连接对象。c3p0挺奇怪的,动不动就异步?

    private void expandPool(int count) {        assert Thread.holdsLock(this);        // 这里是采用异步方式获取连接对象的,具体有两个不同人物类型,我暂时不知道区别        if(USE_SCATTERED_ACQUIRE_TASK) {            for(int i = 0; i < count; ++i)                taskRunner.postRunnable(new ScatteredAcquireTask());        } else {            for(int i = 0; i < count; ++i)                taskRunner.postRunnable(new AcquireTask());        }    }

ScatteredAcquireTask和AcquireTask都是BasicResourcePool的内部类,在它们的run方法中最终会去调用PooledConnectionResourcePoolManager的acquireResource方法。

PooledConnectionResourcePoolManager.acquireResource()

在创建数据源对象时有提到WrapperConnectionPoolDataSource这个类,它可以用来创建PooledConnection。这个方法中就是调用WrapperConnectionPoolDataSource对象来获取PooledConnection对象(实现类NewPooledConnection)。

    public Object acquireResource() throws Exception {        PooledConnection out;        // 一般我们不回去设置connectionCustomizerClassName,所以直接看connectionCustomizer为空的情况        if(connectionCustomizer == null) {            // 会去调用WrapperConnectionPoolDataSource的getPooledConnection方法            out = (auth.equals(C3P0ImplUtils.NULL_AUTH) ? cpds.getPooledConnection() : cpds.getPooledConnection(auth.getUser(), auth.getPassword()));        } else {            // ·····        }                // 如果开启了缓存语句        if(scache != null) {            if(c3p0PooledConnections)                ((AbstractC3P0PooledConnection)out).initStatementCache(scache);            else {                logger.warning("StatementPooling not " + "implemented for external (non-c3p0) " + "ConnectionPoolDataSources.");            }        }        // ······        return out;    }
WrapperConnectionPoolDataSource.getPooledConnection(String, String, ConnectionCustomizer, String)

这个方法会先获取物理连接,然后将物理连接包装成NewPooledConnection。

protected PooledConnection getPooledConnection(String user, String password, ConnectionCustomizer cc, String pdsIdt) throws SQLException {        // 这里获得的就是我们前面提到的DriverManagerDataSource        DataSource nds = getNestedDataSource();        Connection conn = null;        // 使用DriverManagerDataSource获得原生的Connection        conn = nds.getConnection(user, password);        // 一般我们不会去设置usesTraditionalReflectiveProxies,所以只看false的情况        if(this.isUsesTraditionalReflectiveProxies(user)) {            return new C3P0PooledConnection(conn,                    connectionTester,                    this.isAutoCommitOnClose(user),                    this.isForceIgnoreUnresolvedTransactions(user),                    cc,                    pdsIdt);        } else {            // NewPooledConnection就是原生连接的一个包装类而已,没什么特别的            return new NewPooledConnection(conn,                    connectionTester,                    this.isAutoCommitOnClose(user),                    this.isForceIgnoreUnresolvedTransactions(user),                    this.getPreferredTestQuery(user),                    cc,                    pdsIdt);        }    }

以上,基本讲完获取连接对象的过程,c3p0的源码分析也基本完成,后续有空再做补充。

# 参考资料

c3p0 - JDBC3 Connection and Statement Pooling by Steve Waldma

标签: #c3p0连接oracle问题