JDBC第四篇【数据库连接池、DbUtils框架、分页】(修订版)

Original Java3y Java3y 2021-01-12

前言

只有光头才能变强。
文本已收录至我的GitHub仓库，欢迎Star：https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y

1.数据库连接池

什么是数据库连接池

简单来说：数据库连接池就是提供连接的。。。

为什么我们要使用数据库连接池

数据库的连接的建立和关闭是非常消耗资源的
频繁地打开、关闭连接造成系统性能低下

编写连接池

编写连接池需实现java.sql.DataSource接口
创建批量的Connection用LinkedList保存【既然是个池，当然用集合保存、、LinkedList底层是链表，对增删性能较好】
实现getConnetion()，让getConnection()每次调用，都是在LinkedList中取一个Connection返回给用户
调用Connection.close()方法，Connction返回给LinkedList

private static LinkedList<Connection> list = new LinkedList<>();

//获取连接只需要一次就够了，所以用static代码块
static {
    //读取文件配置
    InputStream inputStream = Demo1.class.getClassLoader().getResourceAsStream("db.properties");

    Properties properties = new Properties();
    try {
        properties.load(inputStream);
        String url = properties.getProperty("url");
        String username = properties.getProperty("username");
        String driver = properties.getProperty("driver");
        String password = properties.getProperty("password");

        //加载驱动
        Class.forName(driver);

        //获取多个连接，保存在LinkedList集合中
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Connection connection = DriverManager.getConnection(url, username, password);
            list.add(connection);
        }

    } catch (IOException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    }

}

//重写Connection方法，用户获取连接应该从LinkedList中给他
@Override
public Connection getConnection() throws SQLException {
    System.out.println(list.size());
    System.out.println(list);

   //先判断LinkedList是否存在连接
   return list.size() > 0 ? list.removeFirst() : null; 
}

我们已经完成前三步了，现在问题来了。我们调用Conncetion.close()方法，是把数据库的物理连接关掉，而不是返回给LinkedList的

解决思路：

写一个Connection子类，覆盖close()方法
写一个Connection包装类，增强close()方法
用动态代理，返回一个代理对象出去，拦截close()方法的调用，对close()增强

分析第一个思路：

Connection是通过数据库驱动加载的，保存了数据的信息。写一个子类Connection，new出对象，子类的Connction无法直接继承父类的数据信息，也就是说子类的Connection是无法连接数据库的，更别谈覆盖close()方法了。

分析第二个思路：

写一个Connection包装类。

写一个类，实现与被增强对象的相同接口【Connection接口】
定义一个变量，指向被增强的对象
定义构造方法，接收被增强对象
覆盖想增强的方法
对于不想增强的方法，直接调用被增强对象的方法

这个思路本身是没什么毛病的，就是实现接口时，方法太多了！，所以我们也不使用此方法

分析第三个思路代码实现：

@Override
public Connection getConnection() throws SQLException {

    if (list.size() > 0) {
        final Connection connection = list.removeFirst();

        //看看池的大小
        System.out.println(list.size());

        //返回一个动态代理对象
        return (Connection) Proxy.newProxyInstance(Demo1.class.getClassLoader(), connection.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {

            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {

                //如果不是调用close方法，就按照正常的来调用
                if (!method.getName().equals("close")) {
                    method.invoke(connection, args);
                } else {

                    //进到这里来，说明调用的是close方法
                    list.add(connection);

                    //再看看池的大小
                    System.out.println(list.size());

                }
                return null;
            }

        });
    }
    return null;
}

我们上面已经能够简单编写一个线程池了。下面我们来使用一下开源数据库连接池

DBCP

使用DBCP数据源的步骤：

导入两个jar包【Commons-dbcp.jar和Commons-pool.jar】
读取配置文件
获取BasicDataSourceFactory对象
创建DataSource对象

private static DataSource dataSource = null;

static {
    try {
        //读取配置文件
        InputStream inputStream = Demo3.class.getClassLoader().getResourceAsStream("dbcpconfig.properties");
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(inputStream);

        //获取工厂对象
        BasicDataSourceFactory basicDataSourceFactory = new BasicDataSourceFactory();
        dataSource = basicDataSourceFactory.createDataSource(properties);

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

public static Connection getConnection() throws SQLException {
    return dataSource.getConnection();

}

//这里释放资源不是把数据库的物理连接释放了，是把连接归还给连接池【连接池的Connection内部自己做好了】
public static void release(Connection conn, Statement st, ResultSet rs) {

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

    }
    if (conn != null) {
        try {
            conn.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

C3P0

C3P0数据源的性能更胜一筹，并且它可以使用XML配置文件配置信息！

步骤：

导入开发包【c3p0-0.9.2-pre1.jar】和【mchange-commons-0.2.jar】
导入XML配置文件【可以在程序中自己一个一个配，C3P0的doc中的Configuration有XML文件的事例】
new出ComboPooledDataSource对象

private static ComboPooledDataSource comboPooledDataSource = null;

static {
    //如果我什么都不指定，就是使用XML默认的配置，这里我指定的是oracle的
    comboPooledDataSource = new ComboPooledDataSource("oracle");
}

public static Connection getConnection() throws SQLException {
    return comboPooledDataSource.getConnection();
}

Tomcat数据源

Tomcat服务器也给我们提供了连接池，内部其实就是DBCP

步骤：

在META-INF目录下配置context.xml文件【文件内容可以在tomcat默认页面的 JNDI Resources下Configure Tomcat's Resource Factory找到】
导入Mysql或oracle开发包到tomcat的lib目录下
初始化JNDI->获取JNDI容器->检索以XXX为名字在JNDI容器存放的连接池

context.xml文件的配置：

<Context>

  <Resource name="jdbc/EmployeeDB"
            auth="Container"
            type="javax.sql.DataSource"

            username="root"
            password="root"
            driverClassName="com.mysql.jdbc.Driver"
            url="jdbc:mysql://localhost:3306/zhongfucheng"
            maxActive="8"
            maxIdle="4"/>
</Context>

try {

    //初始化JNDI容器
    Context initCtx = new InitialContext();

    //获取到JNDI容器
    Context envCtx = (Context) initCtx.lookup("java:comp/env");

    //扫描以jdbc/EmployeeDB名字绑定在JNDI容器下的连接池
    DataSource ds = (DataSource)
            envCtx.lookup("jdbc/EmployeeDB");

    Connection conn = ds.getConnection();
    System.out.println(conn);

}

使用dbutils框架

dbutils它是对JDBC的简单封装，极大简化jdbc编码的工作量

DbUtils类

提供了关闭连接，装载JDBC驱动，回滚提交事务等方法的工具类【比较少使用，因为我们学了连接池，就应该使用连接池连接数据库】

QueryRunner类

该类简化了SQL查询，配合ResultSetHandler使用，可以完成大部分的数据库操作，重载了许多的查询，更新，批处理方法。大大减少了代码量

ResultSetHandler接口

该接口规范了对ResultSet的操作，要对结果集进行什么操作，传入ResultSetHandler接口的实现类即可。

ArrayHandler：把结果集中的第一行数据转成对象数组。
ArrayListHandler：把结果集中的每一行数据都转成一个数组，再存放到List中。
BeanHandler：将结果集中的第一行数据封装到一个对应的JavaBean实例中。
BeanListHandler：将结果集中的每一行数据都封装到一个对应的JavaBean实例中，存放到List里。
ColumnListHandler：将结果集中某一列的数据存放到List中。
KeyedHandler(name)：将结果集中的每一行数据都封装到一个Map里，再把这些map再存到一个map里，其key为指定的key。
MapHandler：将结果集中的第一行数据封装到一个Map里，key是列名，value就是对应的值。
MapListHandler：将结果集中的每一行数据都封装到一个Map里，然后再存放到List
ScalarHandler 将ResultSet的一个列到一个对象中。

使用DbUtils框架对数据库的CRUD

/*
* 使用DbUtils框架对数据库的CRUD
* 批处理
*
* */
public class Test {

    @org.junit.Test
    public void add() throws SQLException {

        //创建出QueryRunner对象
        QueryRunner queryRunner = new QueryRunner(JdbcUtils.getDataSource());
        String sql = "INSERT INTO student (id,name) VALUES(?,?)";

        //我们发现query()方法有的需要传入Connection对象，有的不需要传入
        //区别：你传入Connection对象是需要你来销毁该Connection，你不传入，由程序帮你把Connection放回到连接池中
        queryRunner.update(sql, new Object[]{"100", "zhongfucheng"});

    }

    @org.junit.Test
    public void query()throws SQLException {

        //创建出QueryRunner对象
        QueryRunner queryRunner = new QueryRunner(JdbcUtils.getDataSource());
        String sql = "SELECT * FROM student";

        List list = (List) queryRunner.query(sql, new BeanListHandler(Student.class));
        System.out.println(list.size());

    }

    @org.junit.Test
    public void delete() throws SQLException {
        //创建出QueryRunner对象
        QueryRunner queryRunner = new QueryRunner(JdbcUtils.getDataSource());
        String sql = "DELETE FROM student WHERE id='100'";

        queryRunner.update(sql);
    }

    @org.junit.Test
    public void update() throws SQLException {
        //创建出QueryRunner对象
        QueryRunner queryRunner = new QueryRunner(JdbcUtils.getDataSource());
        String sql = "UPDATE student SET name=? WHERE id=?";

        queryRunner.update(sql, new Object[]{"zhongfuchengaaa", 1});
    }

    @org.junit.Test
    public void batch() throws SQLException {
        //创建出QueryRunner对象
        QueryRunner queryRunner = new QueryRunner(JdbcUtils.getDataSource());
        String sql = "INSERT INTO student (name,id) VALUES(?,?)";

        Object[][] objects = new Object[10][];
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            objects[i] = new Object[]{"aaa", i + 300};
        }
        queryRunner.batch(sql, objects);
    }

}

分页

分页技术是非常常见的，在搜索引擎下搜索页面，不可能把全部数据都显示在一个页面里边。所以我们用到了分页技术。

Oracle实现分页

/*
  Oracle分页语法：
    @lineSize---每页显示数据行数
    @currentPage----当前所在页

*/
SELECT *FROM (
    SELECT 列名,列名,ROWNUM rn
    FROM 表名
    WHERE ROWNUM<=(currentPage*lineSize)) temp

WHERE temp.rn>(currentPage-1)*lineSize;

Oracle分页原理简单解释：

/*
  Oracle分页：
    Oracle的分页依赖于ROWNUM这个伪列，ROWNUM主要作用就是产生行号。

  分页原理：
    1：子查询查出前n行数据，ROWNUM产生前N行的行号
    2：使用子查询产生ROWNUM的行号，通过外部的筛选出想要的数据

  例子：
    我现在规定每页显示5行数据【lineSize=5】，我要查询第2页的数据【currentPage=2】
    注：【对照着语法来看】

  实现：
    1：子查询查出前10条数据【ROWNUM<=10】
    2：外部筛选出后面5条数据【ROWNUM>5】
    3：这样我们就取到了后面5条的数据
*/

Mysql实现分页

/*
  Mysql分页语法：
  @start---偏移量，不设置就是从0开始【也就是(currentPage-1)*lineSize】
  @length---长度，取多少行数据

*/
SELECT *
FROM 表名
LIMIT [START], length;

/*
  例子：
    我现在规定每页显示5行数据，我要查询第2页的数据

  分析：
    1：第2页的数据其实就是从第6条数据开始，取5条

  实现：
    1：start为5【偏移量从0开始】
    2：length为5

*/

总结：

Mysql从(currentPage-1)*lineSize开始取数据，取lineSize条数据
Oracle先获取currentPagelineSize条数据，从(currentPage-1)lineSize开始取数据

使用JDBC连接数据库实现分页

下面是常见的分页图片

配合图片，看下我们的需求是什么：

算出有多少页的数据，显示在页面上
根据页码，从数据库显示相对应的数据。

分析：

算出有多少页数据这是非常简单的【在数据库中查询有多少条记录，你每页显示多少条记录，就可以算出有多少页数据了】
使用Mysql或Oracle的分页语法即可

通过上面分析，我们会发现需要用到4个变量

currentPage--当前页【由用户决定的】
totalRecord--总数据数【查询表可知】
lineSize--每页显示数据的数量【由我们开发人员决定】
pageCount--页数【totalRecord和lineSize决定】

    //每页显示3条数据
    int lineSize = 3;

    //总记录数
    int totalRecord = getTotalRecord();

    //假设用户指定的是第2页
    int currentPage = 2;

    //一共有多少页
    int pageCount = getPageCount(totalRecord, lineSize);

    //使用什么数据库进行分页，记得要在JdbcUtils中改配置
    List<Person> list = getPageData2(currentPage, lineSize);
    for (Person person : list) {
        System.out.println(person);
    }


//使用JDBC连接Mysql数据库实现分页
public static List<Person> getPageData(int currentPage, int lineSize) throws SQLException {

    //从哪个位置开始取数据
    int start = (currentPage - 1) * lineSize;

    QueryRunner queryRunner = new QueryRunner(JdbcUtils.getDataSource());
    String sql = "SELECT name,address  FROM person LIMIT ?,?";

    List<Person> persons = (List<Person>) queryRunner.query(sql, new BeanListHandler(Person.class), new Object[]{start, lineSize});
    return persons;

}

//使用JDBC连接Oracle数据库实现分页
public static List<Person> getPageData2(int currentPage, int lineSize) throws SQLException {

    //从哪个位置开始取数据
    int start = (currentPage - 1) * lineSize;

    //读取前N条数据
    int end = currentPage * lineSize;

    QueryRunner queryRunner = new QueryRunner(JdbcUtils.getDataSource());
    String sql = "SELECT " +
            "  name, " +
            "  address " +
            "FROM ( " +
            "  SELECT " +
            "    name, " +
            "    address , " +
            "    ROWNUM rn " +
            "  FROM person " +
            "  WHERE ROWNUM <= ? " +
            ")temp WHERE temp.rn>?";

    List<Person> persons = (List<Person>) queryRunner.query(sql, new BeanListHandler(Person.class), new Object[]{end, start});
    return persons;

}

public static int getPageCount(int totalRecord, int lineSize) {

    //简单算法
    //return (totalRecord - 1) / lineSize + 1;

    //此算法比较好理解，把数据代代进去就知道了。
    return totalRecord % lineSize == 0 ? (totalRecord / lineSize) : (totalRecord / lineSize) + 1;

}


public static int  getTotalRecord() throws SQLException {

    //使用DbUtils框架查询数据库表中有多少条数据
    QueryRunner queryRunner = new QueryRunner(JdbcUtils.getDataSource());
    String sql = "SELECT COUNT(*) FROM person";

    Object o = queryRunner.query(sql, new ScalarHandler());

    String ss = o.toString();
    int  s = Integer.parseInt(ss);
    return s;
}

最后

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JDBC第四篇【数据库连接池、DbUtils框架、分页】(修订版)

前言

1.数据库连接池

什么是数据库连接池

为什么我们要使用数据库连接池

编写连接池

DBCP

C3P0

Tomcat数据源

使用dbutils框架

DbUtils类

QueryRunner类

ResultSetHandler接口

分页

Oracle实现分页

Mysql实现分页

使用JDBC连接数据库实现分页

最后

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