Servlet開發中JDBC的進階應用程式

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上載者:User
servlet|進階    連結資料庫

  JDBC使用資料庫URL來說明資料庫驅動程式。資料庫URL類似於通用的URL,但SUN 在定義時作了一點簡化,其文法如下:

  Jdbc::[node]/[database]

  其中子協議(subprotocal)定義驅動程式類型,node提供網路資料庫的位置和連接埠號碼,後面跟可選的參數。例如:

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

  表示採用inetdae驅動程式串連1433連接埠上的myserver資料庫伺服器,選擇語言為美國英語,資料庫的版本是mssql server 7.0。

  java應用通過指定DriverManager裝入一個驅動程式類。文法如下:

Class.forName(“”);

  或  

Class.forName(“”).newInstance();

  然後,DriverManager建立一個特定的串連:

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


  Connection介面通過指定資料庫位置,登入名稱和密碼串連資料庫。Connection介面建立一個Statement執行個體執行需要的查詢:

Statement stmt=connection.createStatement();

  Statement具有各種方法(API),如executeQuery,execute等可以返回查詢的結果集。結果集是一個ResultSet對象。具體的可以通過jdbc開發文檔查看。可以sun的網站上下載

  下面例子來說明:

import java.sql.*; // 輸入JDBC package

String url = "jdbc:inetdae:myserver:1433";// 主機名稱和連接埠
String login = "user";// 登入名稱
String password = "";// 密碼

try {
  DriverManager.setLogStream(System.out); file://為顯示一些的資訊開啟一個流
  file://調用驅動程式,其名字為com.inet.tds.TdsDriver
  file://Class.forName("com.inet.tds.TdsDriver");
  file://設定逾時
  DriverManager.setLoginTimeout(10);
  file://開啟一個串連
  Connection connection = DriverManager.getConnection(url,login,password);
  file://得到資料庫驅動程式版本

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

  file://選擇資料庫
  connection.setCatalog( "MyDatabase");

  file://建立Statement

  Statement st = connection.createStatement();

  file://執行查詢

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

  file://取得結果,輸出到螢幕

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

  file://關閉對象
  st.close();
    connection.close();
  } catch(Exception e) {
    e.printStackTrace();
  }

   建立連結池

  一個動態網站頻繁地從資料庫中取得資料來構成html頁面。每一次請求一個頁面都會發生資料庫操作。但串連資料庫卻是一個需要消耗大量時間的工作,因為請求串連需要建立通訊,分配資源,進行許可權認證。這些工作很少能在一兩秒內完成。所以,建立一個串連,然後再後續的查詢中都使用此串連會大大地提高效能。因為servlet可以在不同的請求間保持狀態,因此採用資料庫連接池是一個直接的解決方案。

  Servlet在伺服器的進程空間中駐留,可以方便而持久地維護資料庫連接。接下來,我們介紹一個完整的串連池的實現。在實現中,有一個串連池管理器管理串連池對象,其中每一個串連池保持一組資料庫連接對象,這些對象可為任何servlet所使用。

  一、資料庫連接池類 DBConnectionPool,提供如下的方法:

  1、從池中取得一個開啟的串連;

  2、將一個串連返回池中;

  3、在關閉時釋放所有的資源,並關閉所有的串連。

  另外,DBConnectionPool還處理串連失敗,比如逾時,通訊失敗等錯誤,並且根據預定義的參數限制池中的串連數。

  二、管理者類,DBConnetionManager,是一個容器將串連池封裝在內,並管理所有的串連池。它的方法有:

  1、 調用和註冊所有的jdbc驅動程式;

  2、 根據參數表建立DBConnectionPool對象;

  3、 映射串連池的名字和DBConnectionPool執行個體;

  4、 當所有的串連客戶退出後,關閉全部串連池。

  這些類的實現,以及如何在servlet中使用串連池的應用在隨後的文章中講解

  DBConnectionPool類代表一個由url標識的資料庫連接池。前面,我們已經提到,jdbc的url由三個部分組成:協議標識(總是jdbc),子協議標識(例如,odbc.oracle),和資料庫標識(跟特定的資料庫有關)。串連池也具有一個名字,供客戶程式引用。另外,串連池還有一個使用者名稱,一個密碼和一個最大允許串連數。如果web應用允許所有的使用者使用某些資料庫操作,而另一些操作是有限制的,則可以建立兩個串連池,具有同樣的url,不同的user name和password,分別處理兩類不同的操作許可權。現把DBConnectionPool詳細介紹如下:

  三、DBConnectionPool的構造

  建構函式取得上述的所有參數:

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;
}

  將所有的參數儲存在執行個體變數中。

  四、從池中開啟一個串連

  DBConnectionPool提供兩種方法來檢查串連。兩種方法都返回一個可用的串連,如果沒有多餘的串連,則建立一個新的串連。如果最大串連數已經達到,第一個方法返回null,第二個方法則等待一個串連被其他進程釋放。

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;
}

  所有閒置連線物件儲存在一個叫freeConnections 的Vector中。如果存在至少一個閒置串連,getConnection()返回其中第一個串連。下面,將會看到,進程釋放的串連返回到freeConnections的末尾。這樣,最大限度地避免了資料庫因一個串連不活動而意外將其關閉的風險。

  再返回客戶之前,isClosed()檢查串連是否有效。如果串連被關閉了,或者一個錯誤發生,該方法遞迴調用取得另一個串連。

  如果沒有可用的串連,該方法檢查是否最大串連數被設定為0表示無限串連數,或者達到了最大串連數。如果可以建立新的串連,則建立一個新的串連。否則,返回null。

  方法newConnection()用來建立一個新的串連。這是一個私人方法,基於使用者名稱和密碼來確定是否可以建立新的串連。

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和使用者名稱,密碼等參數建立一個串連。

  第二個getConnection()方法帶有一個逾時參數 timeout,當該參數指定的毫秒數表示客戶願意為一個串連等待的時間。這個方法調用前一個方法。

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;
}

  局部變數startTime初始化當前的時間。一個while迴圈首先嘗試獲得一個串連,如果失敗,wait()函數被調用來等待需要的時間。後面會看到,Wait()函數會在另一個進程調用notify()或者notifyAll()時返回,或者等到時間流逝完畢。為了確定wait()是因為何種原因返回,我們用開始時間減去目前時間,檢查是否大於timeout。如果結果大於timeout,返回null,否則,在此調用getConnection()函數。

  五、將一個串連返回池中

  DBConnectionPool類中有一個freeConnection方法以返回的串連作為參數,將串連返回串連池。

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

  串連被加在freeConnections向量的最後,佔用的串連數減1,調用notifyAll()函數通知其他等待的客戶現在有了一個串連。

  六、關閉

  大多數servlet引擎提供完整的關閉方法。資料庫連接池需要得到通知以正確地關閉所有的串連。DBConnectionManager負責協調關閉事件,但串連由各個串連池自己負責關閉。方法relase()由DBConnectionManager調用。

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();
}

  本方法遍曆freeConnections向量以關閉所有的串連。

  DBConnetionManager的建構函式是私人函數,以避免其他類建立其執行個體。

private DBConnectionManager() {

init();

}

  DBConnetionManager的客戶調用getInstance()方法來得到該類的單一執行個體的引用。

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

   連結池使用執行個體

  單一的執行個體在第一次調用時建立,以後的調用返回該執行個體的靜態應用。一個計數器紀錄所有的客戶數,直到客戶釋放引用。這個計數器在以後用來協調關閉串連池。

  一、初始化

  建構函式調用一個私人的init()函數初始化對象。

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()是一個標準方法,用來開啟一個外部輸入檔案。檔案的位置取決於類載入器,而標準的類載入器從classpath開始搜尋。Db.properties檔案是一個Porperties格式的檔案,儲存在串連池中定義的key-value對。下面一些常用的屬性可以定義:

   drivers 以空格分開的jdbc驅動程式的列表

   logfile 記錄檔的絕對路徑

  每個串連池中還使用另一些屬性。這些屬性以串連池的名字開頭:

   .url資料庫的JDBC URL

   .maxconn最大串連數。0表示無限。

   .user串連池的使用者名稱

   .password相關的密碼

  url屬性是必須的,其他屬性可選。使用者名稱和密碼必須和所定義的資料庫匹配。

  下面是windows平台下的一個db.properties檔案的例子。有一個InstantDB串連池和一個通過odbc串連的access資料庫的資料來源,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,反斜線在windows平台下必須雙寫。

  初始化方法init()建立一個Porperties對象並裝載db.properties檔案,然後讀取記錄檔屬性。如果記錄檔沒有命名,則使用預設的名字DBConnectionManager.log在目前的目錄下建立。在此情況下,一個系統錯誤被紀錄。

  方法loadDrivers()將指定的所有jdbc驅動程式註冊,裝載。

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將dirvers屬性分成單獨的driver串,並將每個驅動程式裝入java虛擬機器。驅動程式的執行個體在JDBC 的DriverManager中註冊,並加入一個私人的向量drivers中。向量drivers用來關閉和登出所有的驅動程式。

  然後,DBConnectionPool對象由私人方法createPools()建立。

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);
  }
 }
}

  一個枚舉對象儲存所有的屬性名稱,如果屬性名稱帶有.url結尾,則表示是一個串連池對象需要被執行個體化。建立的串連池對象儲存在一個Hashtable執行個體變數中。串連池名字作為索引,串連池對象作為值。

  二、得到和返回串連

  DBConnectionManager提供getConnection()方法和freeConnection方法,這些方法有客戶程式使用。所有的方法以串連池名字所參數,並調用特定的串連池對象。

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、關閉

  最後,由一個release()方法,用來完好地關閉串連池。每個DBConnectionManager客戶必須調用getInstance()方法引用。有一個計數器跟蹤客戶的數量。方法release()在客戶關閉時調用,技術器減1。當最後一個客戶釋放,DBConnectionManager關閉所有的串連池。

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());
  }
 }
}

  當所有串連池關閉,所有jdbc驅動程式也被登出。

  連結池的作用

  現在我們結合DBConnetionManager和DBConnectionPool類來講解servlet中串連池的使用:

  一、首先簡單介紹一下Servlet的生命週期:

  Servlet API定義的servlet生命週期如下:

  1、 Servlet 被建立然後初始化(init()方法)。

  2、 為0個或多個客戶調用提供服務(service()方法)。

  3、 Servlet被銷毀,記憶體被回收(destroy()方法)。

  二、servlet中使用串連池的執行個體

  使用串連池的servlet有三個階段的典型表現是:

  1. 在init()中,調用DBConnectionManager.getInstance()然後將返回的引用儲存在執行個體變數中。

  2. 在sevice()中,調用getConnection(),執行一系列資料庫操作,然後調用freeConnection()歸還串連。

  3. 在destroy()中,調用release()來釋放所有的資源,並關閉所有的串連。

  下面的例子示範如何使用串連池。

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();
 }
}



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