JDBC是什么？你真的理解吗？

JDBC是什么？Java数据库连接(Java Database Connectivity，简称JDBC)，是Java语言中用来规范客户端应用程序(比如Web应用程序等如何访问关系型数据库的应用程序接口)，提供了诸如查询和更新数据库中数据的方法。

JDBC驱动程序一共有四种类型：

类型1-JDBC-ODBC桥

类型2-本地API驱动

类型3-网络协议驱动

类型4-本地协议驱动

我们常用的是类型4-本地协议驱动，这种类型的驱动使用socket链接，直接在客户端和数据库之间进行通信。

优点是1-访问速度快 2-最直接，最纯粹的JAVA实现。

缺点是1-需要每个数据库厂商提供自己的JDBC驱动。2-需要针对不同的数据库使用不同的驱动程序。

JDBC的API在jdk的java.sql包中，扩展的内容在javax.sql包中。主要包括(斜体代表接口，需驱动程序提供者来具体实现)：

DriverManager：负责加载各种不同驱动程序(Driver)，并根据不同的请求，向调用者返回相应的数据库连接(Connection)。

Driver：驱动程序，会将自身加载到DriverManager中去，并处理相应的请求并返回相应的数据库连接(Connection)。

Connection：数据库连接，负责进行与数据库间的通讯，SQL执行以及事务处理都是在某个特定Connection环境中进行的。可以产生用以执行SQL的Statement。

Statement：用以执行SQL查询和更新(针对静态SQL语句和单次执行)。

PreparedStatement：用以执行包含动态参数的SQL查询和更新(在服务器端编译，允许重复执行以提高效率)。

CallableStatement：用以调用数据库中的存储过程。

SQLException：代表在数据库连接的创建和关闭和SQL语句的执行过程中发生了例外情况(即错误)。

3DBCP数据库连接池和JDBC之间的关系

数据库连接池负责创建(通过JDBC API)、管理、销毁数据库的连接。应用程序可以从数据库连接池中重复使用一个现有的连接，而不是重新创建一个。连接池，common-pool中的GenericObjectPool它负责缓存和管理连接;连接，这是是指PoolableConnection;连接池和连接一对多的关系。池化技术是通过commons-pool来实现的，每个连接是一个对象，换言之，是对象池的使用与管理。DBCP连接池是基于commons-pool这种对象池来实现的。

Apache commons-pool是一种对象池技术，我们使用的很多涉及池的场景一般都是基于该组件来实现的，DBCP数据库连接池也是基于commons-pool来实现的，因此我们先来了解下这种对象池技术。下图是对象池的对象生命周期流程图。

DBCP是Apache下的一个开源数据库连接池，我们在使用时需要两个JAR文件，分别是commons-dbcp.jar(连接池的实现)和commons-pool.jar(连接池实现的依赖库)，不过我们在使用的时候只需要引入下面mvaen坐标，commons-pool是在commons-dbcp里面隐含引用了。

注意一点，就是从1.x升级到2.x的时候，由于DBCP的包路径已经变了，需要升级者修改局部代码。

<dependency>

<groupId>commons-dbcp</groupId>

<artifactId>commons-dbcp</artifactId>

<version>2.2</version>

</dependency>

DBCP可以在应用程序中独立的使用，也可以与web应用服务器整合使用。

1Tomcat中使用

比如Tomcat的连接池就是采用该连接池来实现的。如下：

2应用程序中独立使用

更多配置请参照

对网络资源访问时，超时设置是必须的。没有超时的保护，一旦依赖资源发生故障或者网络故障，就会引起线程堆积，甚至发生雪崩。

1超时层级

从这张图中我们也能够看出DBCP并不参与数据库超时的处理，它只负责管理连接。根据上图我们可以看到超时有一个依赖层级，上层超时依赖下层超时。依次为：事务超时->Statement超时->JDBC Driver socket超时->操作系统超时。

事务是应用层级的概念，我们知道事务是有一组SQL执行单元组成的。那么事务超时的时间阈值，实际是Statement超时N个需要执行的Statement数量。比如一个事务里面有3条Statement，每条Statement的执行时间是50MS，其它业务上的逻辑执行时间+框架执行时间未100ms，那么最终事务的超时时间为：350+100=250ms。

用来限制SQL语句的执行时间，通过setQueryTimeout(int timeout)来设置，不过现在大都是ibatis了，可以通过 SqlMapConfig.xml 中的 setting 属性defaultStatementTimeout 来设置全局的 statement 超时缺省值，还可以在每个sql.xml文件中，根据业务实际需要来设置<select timeout="10"/> <insert timeout="10"/> <update timeout="10"/>

这是底层的一种超时，因为我们使用的JDBC驱动类型是TYPE4，它是基于socket来通信的。MySQL的JDBC驱动中的connectTimeout 和 socketTimeout 的默认值是 0 ，这意味着不会发生超时。所以我们必须在DBCP配置中设置这两个值。

connectTimeout为建立连接的超时时间，socketTimeout为JDBC客户端和数据库服务器之间数据交互的时间。注意这里配置的socketTimeout的值必须要大于Statement的超时时间值。否则Statement超时就没有意义，也不能生效。

linux操作系统也会设置socket超时，比如我们这边的服务器一般配置的是20分钟，因为公司的Linux服务器的KeepAlive检查周期为20分钟。这样即使上面的socketTimeout值为0永不超时，也还是要收到Linux服务器的超时限制，也就是由于网络原因引起的数据库网络连接问题也不会超过20分钟。

2MySQL处理超时的机制及原理

上图是一MySQL在执行一个命令的过程中的步骤以及发生超时现象后的处理机制：

通过Connection的createStatement()方法去创建一个Statement，以便后续进行读写操作

执行第1步创建的Statement的executeQuery()方法

将查询请求命令发送到MySQL数据库服务器

创建一个超时线程(从5.1版本以后，在创建每个连接的时候，会随之创建一个处理超时的线程timeout-execution)

把当前的statement对象注册到超时线程timeout-execution中

发生了超时(阈值是你在Statement执行前候配置的setQueryTimeout(int timeout)，如果是mybatis则是在配置文件里面配置的值defaultStatementTimeout="15"，单位s)

超时线程会重新创建一个新的Connection，这个Connection的属性配置都跟先前的一样

用新创建的这个Connection去发送取消查询请求

测试环境，OS: OS X 10.8.2 CPU:intel i7 2GHz 4 core JVM:java version "1.7.0_05"

测试执行申请归还连接1,000,000(一百万)次总耗时性能对比，Java7 的基准测试结果如下：

Druid是性能最好的数据库连接池，DBCP性能属于中上，我们在以后的业务场景中可以根据实际需要做选择。这个是Druid的官方测试，不过可以利用测试代码自己进行验证一遍，测试代码如下：

https://github.com/alibaba/druid/blob/master/src/test/java/com/alibaba/druid/benckmark/pool/Case1.java

本文梳理了数据库连接相关的概念，JNDI、JDBC、连接池，DBCP的核心类和时序图，另外还梳理了commons的池化组件，最后描述了JDBC连接过程中的超时机制，包括超时依赖和超时的机制原理，超时的知识点对与我们非常重要，超时是一种防护措施，当依赖DB性能变慢或者网络故障的情况下，可以快速失败，以便保护应用程序不会导致线程堆积而发生雪崩这类致命事故。