MyBatis数据源DataSource分类

MyBatis把数据源DataSource分为三种：

  • UNPOOLED 不使用连接池的数据源

  • POOLED 使用连接池的数据源

  • JNDI 使用JNDI实现的数据源

相应地，MyBatis内部分别定义了实现了java.sql.DataSource接口的UnpooledDataSource，PooledDataSource类来表示UNPOOLED、POOLED类型的数据源。 对于JNDI类型的数据源DataSource，则是通过JNDI上下文中取值。

官网DataSource配置内容清单

dataSource 元素使用标准的 JDBC 数据源接口来配置 JDBC 连接对象的资源。

大多数 MyBatis 应用程序会按示例中的例子来配置数据源。虽然数据源配置是可选的，但如果要启用延迟加载特性，就必须配置数据源。 有三种内建的数据源类型（也就是 type="[UNPOOLED|POOLED|JNDI]"）：

UNPOOLED

这个数据源的实现会每次请求时打开和关闭连接。虽然有点慢，但对那些数据库连接可用性要求不高的简单应用程序来说，是一个很好的选择。 性能表现则依赖于使用的数据库，对某些数据库来说，使用连接池并不重要，这个配置就很适合这种情形。UNPOOLED 类型的数据源仅仅需要配置以下 5 种属性：

  • driver – 这是 JDBC 驱动的 Java 类全限定名（并不是 JDBC 驱动中可能包含的数据源类）。

  • url – 这是数据库的 JDBC URL 地址。

  • username – 登录数据库的用户名。

  • password – 登录数据库的密码。

  • defaultTransactionIsolationLevel – 默认的连接事务隔离级别。

  • defaultNetworkTimeout – 等待数据库操作完成的默认网络超时时间（单位：毫秒）。查看 java.sql.Connection#setNetworkTimeout() 的 API 文档以获取更多信息。

作为可选项，你也可以传递属性给数据库驱动。只需在属性名加上“driver.”前缀即可，例如：

  • driver.encoding=UTF8

这将通过 DriverManager.getConnection(url, driverProperties) 方法传递值为 UTF8 的 encoding 属性给数据库驱动。

POOLED

这种数据源的实现利用“池”的概念将 JDBC 连接对象组织起来，避免了创建新的连接实例时所必需的初始化和认证时间。 这种处理方式很流行，能使并发 Web 应用快速响应请求。

除了上述提到 UNPOOLED 下的属性外，还有更多属性用来配置 POOLED 的数据源：

  • poolMaximumActiveConnections – 在任意时间可存在的活动（正在使用）连接数量，默认值：10

  • poolMaximumIdleConnections – 任意时间可能存在的空闲连接数。

  • poolMaximumCheckoutTime – 在被强制返回之前，池中连接被检出（checked out）时间，默认值：20000 毫秒（即 20 秒）

  • poolTimeToWait – 这是一个底层设置，如果获取连接花费了相当长的时间，连接池会打印状态日志并重新尝试获取一个连接（避免在误配置的情况下一直失败且不打印日志），默认值：20000 毫秒（即 20 秒）。

  • poolMaximumLocalBadConnectionTolerance – 这是一个关于坏连接容忍度的底层设置， 作用于每一个尝试从缓存池获取连接的线程。 如果这个线程获取到的是一个坏的连接，那么这个数据源允许这个线程尝试重新获取一个新的连接，但是这个重新尝试的次数不应该超过 poolMaximumIdleConnections 与 poolMaximumLocalBadConnectionTolerance 之和。 默认值：3（新增于 3.4.5）

  • poolPingQuery – 发送到数据库的侦测查询，用来检验连接是否正常工作并准备接受请求。默认是“NO PING QUERY SET”，这会导致多数数据库驱动出错时返回恰当的错误消息。

  • poolPingEnabled – 是否启用侦测查询。若开启，需要设置 poolPingQuery 属性为一个可执行的 SQL 语句（最好是一个速度非常快的 SQL 语句），默认值：false。

  • poolPingConnectionsNotUsedFor – 配置 poolPingQuery 的频率。可以被设置为和数据库连接超时时间一样，来避免不必要的侦测，默认值：0（即所有连接每一时刻都被侦测 — 当然仅当 poolPingEnabled 为 true 时适用）。

JNDI

这个数据源实现是为了能在如 EJB 或应用服务器这类容器中使用，容器可以集中或在外部配置数据源，然后放置一个 JNDI 上下文的数据源引用。这种数据源配置只需要两个属性：

  • initial_context – 这个属性用来在 InitialContext 中寻找上下文（即，initialContext.lookup(initial_context)）。这是个可选属性，如果忽略，那么将会直接从 InitialContext 中寻找 data_source 属性。

  • data_source – 这是引用数据源实例位置的上下文路径。提供了 initial_context 配置时会在其返回的上下文中进行查找，没有提供时则直接在 InitialContext 中查找。

和其他数据源配置类似，可以通过添加前缀“env.”直接把属性传递给 InitialContext。比如：

  • env.encoding=UTF8

这就会在 InitialContext 实例化时往它的构造方法传递值为 UTF8 的 encoding 属性。

你可以通过实现接口 org.apache.ibatis.datasource.DataSourceFactory 来使用第三方数据源实现：

org.apache.ibatis.datasource.unpooled.UnpooledDataSourceFactory 可被用作父类来构建新的数据源适配器，比如下面这段插入 C3P0 数据源所必需的代码：

为了令其工作，记得在配置文件中为每个希望 MyBatis 调用的 setter 方法增加对应的属性。 下面是一个可以连接至 PostgreSQL 数据库的例子：

DataSource的创建过程

MyBatis数据源DataSource对象的创建发生在MyBatis初始化的过程中。下面让我们一步步地了解MyBatis是如何创建数据源DataSource的。

在mybatis的XML配置文件中，使用<dataSource>元素来配置数据源：

MyBatis在初始化时，解析此文件，根据<dataSource>的type属性来创建相应类型的的数据源DataSource，即：

  • type=”POOLED” ：MyBatis会创建PooledDataSource实例

  • type=”UNPOOLED” ：MyBatis会创建UnpooledDataSource实例

  • type=”JNDI” ：MyBatis会从JNDI服务上查找DataSource实例，然后返回使用

顺便说一下，MyBatis是通过工厂模式来创建数据源DataSource对象的，MyBatis定义了抽象的工厂接口:org.apache.ibatis.datasource.DataSourceFactory,通过其getDataSource()方法返回数据源DataSource：

上述三种不同类型的type，则有对应的以下dataSource工厂：

  • POOLED PooledDataSourceFactory

  • UNPOOLED UnpooledDataSourceFactory

  • JNDI JndiDataSourceFactory

其类图如下所示： MyBatis创建了DataSource实例后，会将其放到Configuration对象内的Environment对象中，供以后使用。

DataSource什么时候创建Connection对象

当我们需要创建SqlSession对象并需要执行SQL语句时，这时候MyBatis才会去调用dataSource对象来创建java.sql.Connection对象。也就是说，java.sql.Connection对象的创建一直延迟到执行SQL语句的时候。

比如，我们有如下方法执行一个简单的SQL语句：

前4句都不会导致java.sql.Connection对象的创建，只有当第5句sqlSession.selectList(“SELECT * FROM STUDENTS”)，才会触发MyBatis在底层执行下面这个方法来创建java.sql.Connection对象：

不使用连接池的UnpooledDataSource

当 <dataSource>的type属性被配置成了”UNPOOLED”，MyBatis首先会实例化一个UnpooledDataSourceFactory工厂实例，然后通过.getDataSource()方法返回一个UnpooledDataSource实例对象引用，我们假定为dataSource。

使用UnpooledDataSource的getConnection(),每调用一次就会产生一个新的Connection实例对象。

UnPooledDataSource的getConnection()方法实现如下：

如上代码所示，UnpooledDataSource会做以下事情：

  • 初始化驱动：判断driver驱动是否已经加载到内存中，如果还没有加载，则会动态地加载driver类，并实例化一个Driver对象，使用DriverManager.registerDriver()方法将其注册到内存中，以供后续使用。

  • 创建Connection对象：使用DriverManager.getConnection()方法创建连接。

  • 配置Connection对象：设置是否自动提交autoCommit和隔离级别isolationLevel。

  • 返回Connection对象。

上述的序列图如下所示： 总结：从上述的代码中可以看到，我们每调用一次getConnection()方法，都会通过DriverManager.getConnection()返回新的java.sql.Connection实例。

为什么要使用连接池

  • 创建一个java.sql.Connection实例对象的代价

首先让我们来看一下创建一个java.sql.Connection对象的资源消耗。我们通过连接Oracle数据库，创建创建Connection对象，来看创建一个Connection对象、执行SQL语句各消耗多长时间。代码如下：

上述程序的执行结果为： 从此结果可以清楚地看出，创建一个Connection对象，用了250 毫秒；而执行SQL的时间用了170毫秒。

创建一个Connection对象用了250毫秒！这个时间对计算机来说可以说是一个非常奢侈的！

这仅仅是一个Connection对象就有这么大的代价，设想一下另外一种情况：如果我们在Web应用程序中，为用户的每一个请求就操作一次数据库，当有10000个在线用户并发操作的话，对计算机而言，仅仅创建Connection对象不包括做业务的时间就要损耗10000×250ms= 250 0000 ms = 2500 s = 41.6667 min,竟然要41分钟！！！如果对高用户群体使用这样的系统，简直就是开玩笑！

  • 问题分析：

创建一个java.sql.Connection对象的代价是如此巨大，是因为创建一个Connection对象的过程，在底层就相当于和数据库建立的通信连接，在建立通信连接的过程，消耗了这么多的时间，而往往我们建立连接后（即创建Connection对象后），就执行一个简单的SQL语句，然后就要抛弃掉，这是一个非常大的资源浪费！

  • 解决方案：

对于需要频繁地跟数据库交互的应用程序，可以在创建了Connection对象，并操作完数据库后，可以不释放掉资源，而是将它放到内存中，当下次需要操作数据库时，可以直接从内存中取出Connection对象，不需要再创建了，这样就极大地节省了创建Connection对象的资源消耗。由于内存也是有限和宝贵的，这又对我们对内存中的Connection对象怎么有效地维护提出了很高的要求。我们将在内存中存放Connection对象的容器称之为连接池（Connection Pool）。下面让我们来看一下MyBatis的线程池是怎样实现的。

使用了连接池的PooledDataSource

同样地，我们也是使用PooledDataSource的getConnection()方法来返回Connection对象。现在让我们看一下它的基本原理：

PooledDataSource将java.sql.Connection对象包裹成PooledConnection对象放到了PoolState类型的容器中维护。 MyBatis将连接池中的PooledConnection分为两种状态：空闲状态（idle）和活动状态(active)，这两种状态的PooledConnection对象分别被存储到PoolState容器内的idleConnections和activeConnections两个List集合中：

  • idleConnections: 空闲(idle)状态PooledConnection对象被放置到此集合中，表示当前闲置的没有被使用的PooledConnection集合，调用PooledDataSource的getConnection()方法时，会优先从此集合中取PooledConnection对象。当用完一个java.sql.Connection对象时，MyBatis会将其包裹成PooledConnection对象放到此集合中。

  • activeConnections: 活动(active)状态的PooledConnection对象被放置到名为activeConnections的ArrayList中，表示当前正在被使用的PooledConnection集合，调用PooledDataSource的getConnection()方法时，会优先从idleConnections集合中取PooledConnection对象,如果没有，则看此集合是否已满，如果未满，PooledDataSource会创建出一个PooledConnection，添加到此集合中，并返回。

PoolState连接池的大致结构如下所示：

  • 获取java.sql.Connection对象的过程

下面让我们看一下PooledDataSource 的getConnection()方法获取Connection对象的实现：

上述的popConnection()方法，会从连接池中返回一个可用的PooledConnection对象，然后再调用getProxyConnection()方法最终返回Conection对象。（至于为什么会有getProxyConnection(),请关注下一节）。

现在让我们看一下popConnection()方法到底做了什么：

  • 先看是否有空闲(idle)状态下的PooledConnection对象，如果有，就直接返回一个可用的PooledConnection对象；否则进行第2步。

  • 查看活动状态的PooledConnection池activeConnections是否已满；如果没有满，则创建一个新的PooledConnection对象，然后放到activeConnections池中，然后返回此PooledConnection对象；否则进行第三步；

  • 看最先进入activeConnections池中的PooledConnection对象是否已经过期：如果已经过期，从activeConnections池中移除此对象，然后创建一个新的PooledConnection对象，添加到activeConnections中，然后将此对象返回；否则进行第4步。

  • 线程等待，循环2步

对应的处理流程图如下所示： 如上所示,对于PooledDataSource的getConnection()方法内，先是调用类PooledDataSource的popConnection()方法返回了一个PooledConnection对象，然后调用了PooledConnection的getProxyConnection()来返回Connection对象。

  • java.sql.Connection对象的回收

当我们的程序中使用完Connection对象时，如果不使用数据库连接池，我们一般会调用 connection.close()方法，关闭connection连接，释放资源。如下所示：

调用过close()方法的Connection对象所持有的资源会被全部释放掉，Connection对象也就不能再使用。

那么，如果我们使用了连接池，我们在用完了Connection对象时，需要将它放在连接池中，该怎样做呢？

为了和一般的使用Conneciton对象的方式保持一致，我们希望当Connection使用完后，调用.close()方法，而实际上Connection资源并没有被释放，而实际上被添加到了连接池中。这样可以做到吗？答案是可以。上述的要求从另外一个角度来描述就是：能否提供一种机制，让我们知道Connection对象调用了什么方法，从而根据不同的方法自定义相应的处理机制。恰好代理机制就可以完成上述要求.

怎样实现Connection对象调用了close()方法，而实际是将其添加到连接池中：

这是要使用代理模式，为真正的Connection对象创建一个代理对象，代理对象所有的方法都是调用相应的真正Connection对象的方法实现。当代理对象执行close()方法时，要特殊处理，不调用真正Connection对象的close()方法，而是将Connection对象添加到连接池中。

MyBatis的PooledDataSource的PoolState内部维护的对象是PooledConnection类型的对象，而PooledConnection则是对真正的数据库连接java.sql.Connection实例对象的包裹器。

PooledConnection对象内持有一个真正的数据库连接java.sql.Connection实例对象和一个java.sql.Connection的代理，其部分定义如下：

PooledConenction实现了InvocationHandler接口，并且，proxyConnection对象也是根据这个它来生成的代理对象：

实际上，我们调用PooledDataSource的getConnection()方法返回的就是这个proxyConnection对象。当我们调用此proxyConnection对象上的任何方法时，都会调用PooledConnection对象内invoke()方法。

让我们看一下PooledConnection类中的invoke()方法定义：

从上述代码可以看到，当我们使用了pooledDataSource.getConnection()返回的Connection对象的close()方法时，不会调用真正Connection的close()方法，而是将此Connection对象放到连接池中。

JNDI类型的数据源DataSource

对于JNDI类型的数据源DataSource的获取就比较简单，MyBatis定义了一个JndiDataSourceFactory工厂来创建通过JNDI形式生成的DataSource。下面让我们看一下JndiDataSourceFactory的关键代码：