关于java:04SpringBoot工程下如何实现对HikariCP连接池的整合

后端 springspringboot

公布于 8 月 30 日

池化思维是咱们我的项目开发过程中的一种十分重要的思维，如整数池，字符串池，对象池、连接池、线程池等都是池化思维的一种利用，都是通过复用对象，以缩小因创立和开释对象所带来的资源耗费，进而来晋升零碎性能。例如 Integer 对象的外部池利用，代码如下：

package com.cy.java.pool;
public class TestInteger01 {public static void main(String[] args) {Integer n1=100;//Integer.valueOf(100) 编译时优化
        Integer n2=100;
        Integer n3=200;
        Integer n4=200;// 池中没有则 new Integer(200)
        System.out.println(n1==n2);//true
        System.out.println(n3==n4);//false 
    }
    
}

目开发过程中应用程序与数据库交互时，“取得连贯”或“开释连贯”是十分耗费系统资源的两个过程，频繁地进行数据库连贯的建设和敞开会极大影响零碎的性能，若多线程并发量很大，这样耗时的数据库连贯就可能让零碎变得卡顿。因为 TCP 连贯的创立开销非常低廉，并且数据库所能承载的 TCP 并发连接数也有限度，针对这种场景，数据库连接池应运而生。如下图所示：

思考: 如果当初是让你去设计一个连接池, 你会从什么角度进行设计?
第一: 物理存储构造 (基于什么构造去存储数据)
第二: 基于什么算法从池中取连贯?
第三: 基于什么算法从池中移除连贯?
第四: 当池中没有连贯时, 基于什么形式解决连贯申请?
第五: 池是能够共享, 咱们须要思考池在拜访的时并发平安?

在零碎初始化的时候，在内存中开拓一片空间，将肯定数量的数据库连贯作为对象存储在对象池里，并对外提供数据库连贯的获取和偿还办法。用户拜访数据库时，并不是建设一个新的连贯，而是从数据库连接池中取出一个已有的闲暇连贯对象；应用结束偿还后的连贯也不会马上敞开，而是由数据库连接池对立治理回收，为下一次借用做好筹备。如果因为高并发申请导致数据库连接池中的连贯被借用结束，其余线程就会期待，直到有连贯被偿还。整个过程中，连贯并不会敞开，而是源源不断地循环应用，有借有还。数据库连接池还能够通过设置其参数来管制连接池中的初始连接数、连贯的上上限数，以及每个连贯的最大应用次数、最大闲暇工夫等，也能够通过其本身的管理机制来监督数据库连贯的数量、应用状况等。

Java 官网，为了在应用程序中更好的利用连接池技术，定义了一套数据源标准，例如 javax.sql.DataSource 接口，基于这个接口，很多团队或集体创立了不同的连接池对象。而后咱们的应用程序中通过耦合与 DataSource 接口，便能够不便的切换不同厂商的连接池。Java 我的项目中通过连接池获取连贯的一个根本过程，如下图所示：

在上图中，用户通过 DataSource 对象的 getConnection()办法，获取一个连贯。如果池中有连贯，则间接将连贯返回给用户。如果池中没有连贯，则会调用 Dirver（驱动，由数据库厂商进行实现）对象的 connect 办法从数据库获取，拿到连贯当前，能够将连贯在池中放一份，而后将连贯返回给调用方。连贯需求方再次须要连贯时，能够从池中获取，用完当前再还给池对象。

数据库连接池在 Java 数据库相干中间件产品群中，应该算是底层最根底的一类产品，作为企业应用开发必不可少的组件，有数蠢才们为咱们奉献了一个又一个的优良产品，它们有的随时代倒退，功成身退，有的则还在一直迭代，老而弥坚，更有新生代产品，或性能无敌，或性能全面。目前市场上常见的连接池有 DBCP、C3P0，DRUID,HikariCP 等。

关上 mysql 控制台, 而后按如下步骤执行 goods.sql 文件。
第一步: 登录 mysql。

mysql –uroot –proot

第二步: 设置控制台编码方式。

set names utf8;

第三步: 执行 goods.sql 文件（切记不要关上文件复制到 mysql 客户端运行）。

source d:/goods.sql

其中 goods.sql 文件内容如下：

drop database if exists dbgoods;
create database dbgoods default character set utf8;
use dbgoods;
create table tb_goods(
     id bigint primary key auto_increment,
     name varchar(100) not null,
     remark text,
     createdTime datetime not null
)engine=InnoDB;
insert into tb_goods values (null,'java','very good',now());
insert into tb_goods values (null,'mysql','RDBMS',now());
insert into tb_goods values (null,'Oracle','RDBMS',now());
insert into tb_goods values (null,'java','very good',now());
insert into tb_goods values (null,'mysql','RDBMS',now());
insert into tb_goods values (null,'Oracle','RDBMS',now());
insert into tb_goods values (null,'java','very good',now());

第一步: 基于 IDEA 创立我的项目 Module, 如图所示:

第二步: 增加依赖
1) mysql 数据库驱动依赖。

<dependency>
    <groupId>mysql</groupId>
    <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
    <scope>runtime</scope>
</dependency>

2) spring 对象 jdbc 反对（此时会默认帮咱们下载 HiKariCP 连接池）。

<dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-jdbc</artifactId>
</dependency>

关上 application.properties 配置文件，增加如下内容（必写）。

spring.datasource.url=jdbc:mysql:///dbgoods?serverTimezone=GMT%2B8&characterEncoding=utf8
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root

hikariCP 其它额定配置(可选)，代码如下（具体配置不清晰的可自行百度）：

spring.datasource.type=com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
spring.datasource.hikari.minimum-idle=5
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=15
spring.datasource.hikari.auto-commit=true
spring.datasource.hikari.idle-timeout=30000
spring.datasource.hikari.pool-name=DatebookHikariCP
spring.datasource.hikari.max-lifetime=1800000
spring.datasource.hikari.connection-timeout=30000
spring.datasource.hikari.connection-test-query=SELECT 1

单元测试 API 设计及利用剖析, 如图所示:

在我的项目中增加单元测试类及测试方法, 代码如下：

package com.cy.pj.common.datasource;
import java.sql.SQLException;
import javax.sql.DataSource;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

@SpringBootTest
public class DataSourceTests {
    @Autowired
    private DataSource dataSource;
    @Test
    public void testConnection() throws Exception{System.out.println(dataSource.getConnection());
    }
}

在以后测试类中咱们须要：

把握单元测试类、测试方法编写标准。
了解 DataSource 的设计规范及标准的实现。
剖析在测试类中 dataSource 属性指向的对象是谁？
剖析在测试类中 DataSource 的实现类对象由谁创立和治理？
思考基于 DataSource 接口获取连贯的根本过程是怎么的？

数据库不存在，如图所示：

类编译谬误，DataSource 为 javax.sql 包中的类型，如图所示：

连贯谬误：数据库连贯不上，如图所示：

基于 HikariCP，借助 JDBC 技术拜访商品库中的数据。

基于业务，进行 API 设计，如图所示：

基于业务需要, 进行商品查问过程的的时序图设计, 如图所示:

第一步：定义 GoodsDao 接口，例如：

package com.cy.pj.goods.dao;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
 * 商品模块数据拜访层接口
 */
public interface GoodsDao {
    /**
 * 查问所有商品信息, 将每一行记录存储到一个 map 对象, 而后将多个存储到 list 汇合.
 */ List<Map<String,Object>> findGoods();}

第二步：创立 GoodsDao 接口实现类，代码如下：

package com.cy.pj.goods.dao;
/**
 * 此对象为一个商品数据层拜访对象, 当初要求在此类中定义一个办法, 这个办法基于 JDBC 从从数据库获取商品信息, 并将其封装到 map 汇合, 要求一个行记录一个 map 对象(key 为表中字段名, 值为字段名对应的值), 多个 map 存储到 list 汇合. @Repository 此注解通常用于形容数据层实现类对象, 实质上就是一个非凡的 @Component, 都是要交给 spring 框架治理的一个 Bean 对象
 */
@Repository
public class DefaultGoodsDao implements  GoodsDao{
       @Autowired
       private DataSource dataSource;//hikariCP
       /** 查问商品信息, 一行记录映射为内存中的一个 map 对象 */
       public List<Map<String,Object>> findGoods(){
           Connection conn=null;//java.sql.*
           Statement stmt=null;
           ResultSet rs=null;
           String sql="select * from tb_goods";
           //1. 获取连贯(从连接池获取)
           try {conn=dataSource.getConnection();
               //2. 创立 statement 对象
               stmt=conn.createStatement();
               //3. 发送 sql
               rs=stmt.executeQuery(sql);
               //4. 处理结果
               List<Map<String,Object>> list=new ArrayList<>();
               while(rs.next()){// 循环一次取一行, 一行记录映射为一个 map 对象
                  list.add(rowMap(rs));// 将存储了一行记录的 map 对象再存储到 list 汇合
               }
               return list;
           }catch (SQLException e){e.printStackTrace();
               throw new RuntimeException(e);// 转换为非查看异样(编译时不检测的异样)
           }finally{
               //5. 开释资源
               close(rs,stmt,conn);
           }
       }

定义行映射办法

 private Map<String,Object> rowMap(ResultSet rs)throws SQLException{Map<String,Object> rowMap=new HashMap<>();
           // 办法 1 映射
           //rowMap.put("id",rs.getInt("id"));
           //rowMap.put("name",rs.getString("name"));
           //rowMap.put("remark",rs.getString("remark"));
           //rowMap.put("createdTime",rs.getTimestamp("createdTime"));
           // 办法 2 映射
           ResultSetMetaData rsmd=rs.getMetaData();// 获取元数据(包含表中的字段名)
           int columnCount=rsmd.getColumnCount();// 获取列的数量
           for(int i=0;i<columnCount;i++){rowMap.put(rsmd.getColumnLabel(i+1),rs.getObject(rsmd.getColumnLabel(i+1)));
               //getColumnLabel(i+1); 获取表中字段名或字段名对应的别名
           }
           return rowMap;
       }

定义开释资源的办法

 private void close(ResultSet rs,Statement stmt,Connection conn){if(rs!=null)try{rs.close();}catch(Exception e){e.printStackTrace();}
           if(stmt!=null)try{stmt.close();}catch(Exception e){e.printStackTrace();}
           // 这里的连贯是返回到了池中
           if(conn!=null)try{conn.close();}catch(Exception e){e.printStackTrace();}
       }
}

定义单元测试类, 并对其查问过程进行单元测试, 例如:

package com.cy.pj.goods.dao;

@SpringBootTest
public class GoodsDaoTests {

      @Autowired
      private GoodsDao goodsDao;

      @Test
      void testFindGoods(){List<Map<String,Object>> list= goodsDao.findGoods();
          for(Map<String,Object> map:list){System.out.println(map);
          }
      }

}

对测试过程中呈现的问题进行记录, 剖析, 总结.

总之，数据库连接池的为咱们的我的项目开发及运行带来了很多长处，具体如下：

资源重用更佳。

因为数据库连贯失去复用，缩小了大量创立和敞开连贯带来的开销，也大大减少了内存碎片和数据库长期过程、线程的数量，使得整体零碎的运行更加安稳。

零碎调优更简便。

应用了数据库连接池当前，因为资源重用，大大减少了频繁敞开连贯的开销，大大降低了 TIME_WAIT 的呈现频率。

零碎响应更快。

数据库连接池在利用初始化的过程中个别都会提前准备好一些数据库连贯，业务申请能够间接应用曾经创立的连贯，而不须要期待创立连贯的开销。初始化数据库连贯配合资源重用，使得数据库连接池能够大大缩短零碎整体响应工夫。

连贯治理更灵便。

数据库连接池作为一款中间件，用户能够自行配置连贯的最小数量、最大数量、最大闲暇工夫、获取连贯超工夫、心跳检测等。另外，用户也能够联合新的技术趋势，减少数据库连接池的动静配置、监控、故障演习等一系列实用的性能。

关于java:04SpringBoot工程下如何实现对HikariCP连接池的整合

04-SpringBoot 工程下如何实现对 HikariCP 连接池的整合？

池化思维剖析

数据库连接池简介

背景剖析

连接池原理剖析

Java 中的连接池

SpringBoot 工程下 HikariCP 整合测试

数据初始化

创立我的项目 Module 并增加相干依赖

配置 HikariCP 连接池

HikariCP 连接池测试

测试 BUG 剖析

基于 HikariCP 实现 JDBC 操作(练习)

业务剖析

API 架构设计

业务时序图剖析

业务代码设计及实现

测试代码的编写及运行

测试运行过程中的 BUG 剖析

总结(Summary)