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Servlet开发中JDBC的高级应用

摘要: Servlet开发中JDBC的高级应用
<tr> <td>   连结数据库

  JDBC使用数据库URL来说明数据库驱动程序。数据库URL类似于通用的URL,但SUN 在定义时作了一点简化,其语法如下:

  Jdbc::[node]/[database]

  其中子协议(subprotocal)定义驱动程序类型,node提供网络数据库的位置和端口号,后面跟可选的参数。例如:

String url=”jdbc:inetdae:myserver:1433?language=us-english&sql7=true”

  表示采用inetdae驱动程序连接1433端口上的myserver数据库服务器,选择语言为美国英语,数据库的版本是mssql server 7.0。

  java应用通过指定DriverManager装入一个驱动程序类。语法如下:

Class.forName(“”);

  或  

Class.forName(“”).newInstance();

  然后,DriverManager创建一个特定的连接:

Connection connection=DriverManager.getConnection(url,login,password);


  Connection接口通过指定数据库位置,登录名和密码连接数据库。Connection接口创建一个Statement实例执行需要的查询:

Statement stmt=connection.createStatement();

  Statement具有各种方法(API),如executeQuery,execute等可以返回查询的结果集。结果集是一个ResultSet对象。具体的可以通过jdbc开发文档查看。可以sun的站点上下载

  下面例子来说明:

import java.sql.*; // 输入JDBC package

String url = "jdbc:inetdae:myserver:1433";// 主机名和端口
String login = "user";// 登录名
String password = "";// 密码

try {
  DriverManager.setLogStream(System.out); file://为显示一些的信息打开一个流
  file://调用驱动程序,其名字为com.inet.tds.TdsDriver
  file://Class.forName("com.inet.tds.TdsDriver");
  file://设置超时
  DriverManager.setLoginTimeout(10);
  file://打开一个连接
  Connection connection = DriverManager.getConnection(url,login,password);
  file://得到数据库驱动程序版本

   DatabaseMetaData conMD = connection.getMetaData();
   System.out.println("Driver Name:\t" + conMD.getDriverName());
   System.out.println("Driver Version:\t" + conMD.getDriverVersion());

  file://选择数据库
  connection.setCatalog( "MyDatabase");

  file://创建Statement

  Statement st = connection.createStatement();

  file://执行查询

  ResultSet rs = st.executeQuery("SELECT * FROM mytable");

  file://取得结果,输出到屏幕

  while (rs.next()){
     for(int j=1; j<=rs.getMetaData().getColumnCount(); j++){
      System.out.print( rs.getObject(j)+"\t");
     }
   System.out.println();
  }

  file://关闭对象
  st.close();
    connection.close();
  } catch(Exception e) {
    e.printStackTrace();
  }

  建立连结池

  一个动态的网站频繁地从数据库中取得数据来构成html页面。每一次请求一个页面都会发生数据库操作。但连接数据库却是一个需要消耗大量时间的工作,因为请求连接需要建立通讯,分配资源,进行权限认证。这些工作很少能在一两秒内完成。所以,建立一个连接,然后再后续的查询中都使用此连接会大大地提高性能。因为servlet可以在不同的请求间保持状态,因此采用数据库连接池是一个直接的解决方案。

  Servlet在服务器的进程空间中驻留,可以方便而持久地维护数据库连接。接下来,我们介绍一个完整的连接池的实现。在实现中,有一个连接池管理器管理连接池对象,其中每一个连接池保持一组数据库连接对象,这些对象可为任何servlet所使用。

  一、数据库连接池类 DBConnectionPool,提供如下的方法:

  1、从池中取得一个打开的连接;

  2、将一个连接返回池中;

  3、在关闭时释放所有的资源,并关闭所有的连接。

  另外,DBConnectionPool还处理连接失败,比如超时,通讯失败等错误,并且根据预定义的参数限制池中的连接数。

  二、管理者类,DBConnetionManager,是一个容器将连接池封装在内,并管理所有的连接池。它的方法有:

  1、 调用和注册所有的jdbc驱动程序;

  2、 根据参数表创建DBConnectionPool对象;

  3、 映射连接池的名字和DBConnectionPool实例;

  4、 当所有的连接客户退出后,关闭全部连接池。

  这些类的实现,以及如何在servlet中使用连接池的应用在随后的文章中讲解

  DBConnectionPool类代表一个由url标识的数据库连接池。前面,我们已经提到,jdbc的url由三个部分组成:协议标识(总是jdbc),子协议标识(例如,odbc.oracle),和数据库标识(跟特定的数据库有关)。连接池也具有一个名字,供客户程序引用。另外,连接池还有一个用户名,一个密码和一个最大允许连接数。如果web应用允许所有的用户使用某些数据库操作,而另一些操作是有限制的,则可以创建两个连接池,具有同样的url,不同的user name和password,分别处理两类不同的操作权限。现把DBConnectionPool详细介绍如下:

  三、DBConnectionPool的构造

  构造函数取得上述的所有参数:

public DBConnectionPool(String name, String URL, String user,
String password, int maxConn) {
 this.name = name;
 this.URL = URL;
 this.user = user;
 this.password = password;
 this.maxConn = maxConn;
}

  将所有的参数保存在实例变量中。

  四、从池中打开一个连接

  DBConnectionPool提供两种方法来检查连接。两种方法都返回一个可用的连接,如果没有多余的连接,则创建一个新的连接。如果最大连接数已经达到,第一个方法返回null,第二个方法则等待一个连接被其他进程释放。

public synchronized Connection getConnection() {
 Connection con = null;
 if (freeConnections.size() > 0) {
  // Pick the first Connection in the Vector
  // to get round-robin usage
  con = (Connection) freeConnections.firstElement();
  freeConnections.removeElementAt(0);
  try {
   if (con.isClosed()) {
    log("Removed bad connection from " + name);
    // Try again recursively
    con = getConnection();
   }
  }
  catch (SQLException e) {
   log("Removed bad connection from " + name);
   // Try again recursively
   con = getConnection();
  }
 }
 else if (maxConn == 0 || checkedOut < maxConn) {
  con = newConnection();
 }
 if (con != null) {
  checkedOut++;
 }
 return con;
}

  所有空闲的连接对象保存在一个叫freeConnections 的Vector中。如果存在至少一个空闲的连接,getConnection()返回其中第一个连接。下面,将会看到,进程释放的连接返回到freeConnections的末尾。这样,最大限度地避免了数据库因一个连接不活动而意外将其关闭的风险。

  再返回客户之前,isClosed()检查连接是否有效。如果连接被关闭了,或者一个错误发生,该方法递归调用取得另一个连接。

  如果没有可用的连接,该方法检查是否最大连接数被设置为0表示无限连接数,或者达到了最大连接数。如果可以创建新的连接,则创建一个新的连接。否则,返回null。

  方法newConnection()用来创建一个新的连接。这是一个私有方法,基于用户名和密码来确定是否可以创建新的连接。

private Connection newConnection() {
 Connection con = null;
 try {
  if (user == null) {
   con = DriverManager.getConnection(URL);
  }
  else {
   con = DriverManager.getConnection(URL, user, password);
  }
  log("Created a new connection in pool " + name);
 }
 catch (SQLException e) {
  log(e, "Can not create a new connection for " + URL);
  return null;
 }
 return con;
}

  jdbc的DriverManager提供一系列的getConnection()方法,可以使用url和用户名,密码等参数创建一个连接。

  第二个getConnection()方法带有一个超时参数 timeout,当该参数指定的毫秒数表示客户愿意为一个连接等待的时间。这个方法调用前一个方法。

public synchronized Connection getConnection(long timeout) {
 long startTime = new Date().getTime();
 Connection con;
 while ((con = getConnection()) == null) {
  try {
   wait(timeout);
  }
  catch (InterruptedException e) {}
  if ((new Date().getTime() - startTime) >= timeout) {
   // Timeout has expired
   return null;
  }
 }
 return con;
}

  局部变量startTime初始化当前的时间。一个while循环首先尝试获得一个连接,如果失败,wait()函数被调用来等待需要的时间。后面会看到,Wait()函数会在另一个进程调用notify()或者notifyAll()时返回,或者等到时间流逝完毕。为了确定wait()是因为何种原因返回,我们用开始时间减去当前时间,检查是否大于timeout。如果结果大于timeout,返回null,否则,在此调用getConnection()函数。

  五、将一个连接返回池中

  DBConnectionPool类中有一个freeConnection方法以返回的连接作为参数,将连接返回连接池。

public synchronized void freeConnection(Connection con) {
 // Put the connection at the end of the Vector
 freeConnections.addElement(con);
 checkedOut--;
 notifyAll();
}

  连接被加在freeConnections向量的最后,占用的连接数减1,调用notifyAll()函数通知其他等待的客户现在有了一个连接。

  六、关闭

  大多数servlet引擎提供完整的关闭方法。数据库连接池需要得到通知以正确地关闭所有的连接。DBConnectionManager负责协调关闭事件,但连接由各个连接池自己负责关闭。方法relase()由DBConnectionManager调用。

public synchronized void release() {
 Enumeration allConnections = freeConnections.elements();
 while (allConnections.hasMoreElements()) {
  Connection con = (Connection) allConnections.nextElement();
  try {
   con.close();
   log("Closed connection for pool " + name);
  }
  catch (SQLException e) {
   log(e, "Can not close connection for pool " + name);
  }
 }
 freeConnections.removeAllElements();
}

  本方法遍历freeConnections向量以关闭所有的连接。

  DBConnetionManager的构造函数是私有函数,以避免其他类创建其实例。

private DBConnectionManager() {

init();

}

  DBConnetionManager的客户调用getInstance()方法来得到该类的单一实例的引用。

static synchronized public DBConnectionManager getInstance() {
if (instance == null) {
 instance = new DBConnectionManager();
}
clients++;
return instance;
}

  连结池使用实例

  单一的实例在第一次调用时创建,以后的调用返回该实例的静态应用。一个计数器纪录所有的客户数,直到客户释放引用。这个计数器在以后用来协调关闭连接池。

  一、初始化

  构造函数调用一个私有的init()函数初始化对象。

private void init() {
 InputStream is = getClass().getResourceAsStream("/db.properties");
 Properties dbProps = new Properties();
 try {
  dbProps.load(is);
 }
 catch (Exception e) {
  System.err.println("Can not read the properties file. " + "Make sure db.properties is in the CLASSPATH");
  return;
 }

 String logFile = dbProps.getProperty("logfile",
    "DBConnectionManager.log");
 try {
  log = new PrintWriter(new FileWriter(logFile, true), true);
 }
 catch (IOException e) {
  System.err.println("Can not open the log file: " + logFile);
  log = new PrintWriter(System.err);
 }
 loadDrivers(dbProps);
 createPools(dbProps);
}

  方法getResourceAsStream()是一个标准方法,用来打开一个外部输入文件。文件的位置取决于类加载器,而标准的类加载器从classpath开始搜索。Db.properties文件是一个Porperties格式的文件,保存在连接池中定义的key-value对。下面一些常用的属性可以定义:

   drivers 以空格分开的jdbc驱动程序的列表

   logfile 日志文件的绝对路径

  每个连接池中还使用另一些属性。这些属性以连接池的名字开头:

   .url数据库的JDBC URL

   .maxconn最大连接数。0表示无限。

   .user连接池的用户名

   .password相关的密码

  url属性是必须的,其他属性可选。用户名和密码必须和所定义的数据库匹配。

  下面是windows平台下的一个db.properties文件的例子。有一个InstantDB连接池和一个通过odbc连接的access数据库的数据源,名字叫demo。

drivers=sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver jdbc.idbDriver

logfile=D:\\user\\src\\java\\DBConnectionManager\\log.txt

idb.url=jdbc:idb:c:\\local\\javawebserver1.1\\db\\db.prp

idb.maxconn=2

access.url=jdbc:odbc:demo

access.user=demo

access.password=demopw

  注意,反斜线在windows平台下必须双写。

  初始化方法init()创建一个Porperties对象并装载db.properties文件,然后读取日志文件属性。如果日志文件没有命名,则使用缺省的名字DBConnectionManager.log在当前目录下创建。在此情况下,一个系统错误被纪录。

  方法loadDrivers()将指定的所有jdbc驱动程序注册,装载。

private void loadDrivers(Properties props) {
 String driverClasses = props.getProperty("drivers");
 StringTokenizer st = new StringTokenizer(driverClasses);
 while (st.hasMoreElements()) {
  String driverClassName = st.nextToken().trim();
  try {
   Driver driver = (Driver)
   Class.forName(driverClassName).newInstance();
   DriverManager.registerDriver(driver);
   drivers.addElement(driver);
   log("Registered JDBC driver " + driverClassName);
  }
  catch (Exception e) {
   log("Can not register JDBC driver: " + driverClassName + ", Exception: " + e);
  }
 }
}

  loadDrivers()使用StringTokenizer将dirvers属性分成单独的driver串,并将每个驱动程序装入java虚拟机。驱动程序的实例在JDBC 的DriverManager中注册,并加入一个私有的向量drivers中。向量drivers用来关闭和注销所有的驱动程序。

  然后,DBConnectionPool对象由私有方法createPools()创建。

private void createPools(Properties props) {
 Enumeration propNames = props.propertyNames();
 while (propNames.hasMoreElements()) {
  String name = (String) propNames.nextElement();
  if (name.endsWith(".url")) {
   String poolName = name.substring(0, name.lastIndexOf("."));
   String url = props.getProperty(poolName + ".url");
   if (url == null) {
    log("No URL specified for " + poolName);
    continue;
   }
   String user = props.getProperty(poolName + ".user");
   String password = props.getProperty(poolName + ".password");
   String maxconn = props.getProperty(poolName + ".maxconn", "0");
   int max;
   try {
    max = Integer.valueOf(maxconn).intValue();
   }
   catch (NumberFormatException e) {
    log("Invalid maxconn value " + maxconn + " for " + poolName);
    max = 0;
   }
   DBConnectionPool pool = new DBConnectionPool(poolName, url, user, password, max);
   pools.put(poolName, pool);
   log("Initialized pool " + poolName);
  }
 }
}

  一个枚举对象保存所有的属性名,如果属性名带有.url结尾,则表示是一个连接池对象需要被实例化。创建的连接池对象保存在一个Hashtable实例变量中。连接池名字作为索引,连接池对象作为值。

  二、得到和返回连接

  DBConnectionManager提供getConnection()方法和freeConnection方法,这些方法有客户程序使用。所有的方法以连接池名字所参数,并调用特定的连接池对象。

public Connection getConnection(String name) {
 DBConnectionPool pool = (DBConnectionPool) pools.get(name);
 if (pool != null) {
  return pool.getConnection();
 }
 return null;
}

public Connection getConnection(String name, long time) {
 DBConnectionPool pool = (DBConnectionPool) pools.get(name);
 if (pool != null) {
  return pool.getConnection(time);
 }
 return null;
}

public void freeConnection(String name, Connection con) {
 DBConnectionPool pool = (DBConnectionPool) pools.get(name);
 if (pool != null) {
  pool.freeConnection(con);
 }
}

  三、关闭

  最后,由一个release()方法,用来完好地关闭连接池。每个DBConnectionManager客户必须调用getInstance()方法引用。有一个计数器跟踪客户的数量。方法release()在客户关闭时调用,技术器减1。当最后一个客户释放,DBConnectionManager关闭所有的连接池。

public synchronized void release() {
 // Wait until called by the last client
 if (--clients != 0) {
  return;
 }

 Enumeration allPools = pools.elements();
 while (allPools.hasMoreElements()) {
  DBConnectionPool pool = (DBConnectionPool) allPools.nextElement();
  pool.release();
 }

 Enumeration allDrivers = drivers.elements();
 while (allDrivers.hasMoreElements()) {
  Driver driver = (Driver) allDrivers.nextElement();
  try {
   DriverManager.deregisterDriver(driver);
   log("Deregistered JDBC driver " + driver.getClass().getName());
  }
  catch (SQLException e) {
   log(e, "Can not deregister JDBC driver: " + driver.getClass().getName());
  }
 }
}

  当所有连接池关闭,所有jdbc驱动程序也被注销。

  连结池的作用

  现在我们结合DBConnetionManager和DBConnectionPool类来讲解servlet中连接池的使用:

  一、首先简单介绍一下Servlet的生命周期:

  Servlet API定义的servlet生命周期如下:

  1、 Servlet 被创建然后初始化(init()方法)。

  2、 为0个或多个客户调用提供服务(service()方法)。

  3、 Servlet被销毁,内存被回收(destroy()方法)。

  二、servlet中使用连接池的实例

  使用连接池的servlet有三个阶段的典型表现是:

  1. 在init()中,调用DBConnectionManager.getInstance()然后将返回的引用保存在实例变量中。

  2. 在sevice()中,调用getConnection(),执行一系列数据库操作,然后调用freeConnection()归还连接。

  3. 在destroy()中,调用release()来释放所有的资源,并关闭所有的连接。

  下面的例子演示如何使用连接池。

import java.io.*;
import java.sql.*;
import javax.servlet.*;
import javax.servlet.http.*;

public class TestServlet extends HttpServlet {
 private DBConnectionManager connMgr;

 public void init(ServletConfig conf) throws ServletException {
  super.init(conf);
  connMgr = DBConnectionManager.getInstance();
 }

 public void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse res)
 throws IOException {
  res.setContentType("text/html");
  PrintWriter out = res.getWriter();
  Connection con = connMgr.getConnection("idb");
  if (con == null) {
   out.println("Cant get connection");
   return;
  }
  ResultSet rs = null;
  ResultSetMetaData md = null;
  Statement stmt = null;
  try {
   stmt = con.createStatement();
   rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM EMPLOYEE");
   md = rs.getMetaData();
   out.println("Employee data ");
   while (rs.next()) {
    out.println(" ");
    for (int i = 1; i < md.getColumnCount(); i++) {
     out.print(rs.getString(i) + ", ");
    }
   }
   stmt.close();
   rs.close();
  }
  catch (SQLException e) {
   e.printStackTrace(out);
  }
  connMgr.freeConnection("idb", con);
 }
 public void destroy() {
  connMgr.release();
  super.destroy();
 }
}

</td> </tr> </table>
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