对于ORM框架而言，数据源的组织是一个非常重要的一部分，这直接影响到框架的性能问题。本文将通过对MyBatis框架的数据源结构进行详尽的分析，并且深入解析MyBatis的连接池。
本文首先会讲述MyBatis的数据源的分类，然后会介绍数据源是如何加载和使用的。紧接着将分类介绍UNPOOLED、POOLED和JNDI类型的数据源组织；期间我们会重点讲解POOLED类型的数据源和其实现的连接池原理。
以下是本章的组织结构：
- 一、MyBatis数据源DataSource分类
- 二、数据源DataSource的创建过程
- 三、 DataSource什么时候创建Connection对象
- 四、不使用连接池的UnpooledDataSource
- 五、为什么要使用连接池？
- 六、使用了连接池的PooledDataSource
一、MyBatis数据源DataSource分类
MyBatis数据源实现是在以下四个包中：
MyBatis把数据源DataSource分为三种：
ž UNPOOLED 不使用连接池的数据源
ž POOLED 使用连接池的数据源
ž JNDI 使用JNDI实现的数据源
即：
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。 如下图所示：
对于JNDI类型的数据源DataSource，则是通过JNDI上下文中取值。
二、数据源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：
1. 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
2. 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：
定义如下：
[java] view plain copy print?
- public interface DataSourceFactory {
- void setProperties(Properties props);
- //生产DataSource
- DataSource getDataSource();
- }
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：
3. 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。
三、 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：
[java] view plain copy print?
- String resource = "mybatis-config.xml";
- InputStream inputStream = Resources.getResourceAsStream(resource);
- SqlSessionFactory sqlSessionFactory = new SqlSessionFactoryBuilder().build(inputStream);
- SqlSession sqlSession = sqlSessionFactory.openSession();
- sqlSession.selectList("SELECT * FROM STUDENTS");
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：
[java] view plain copy print?
- protected void openConnection() throws SQLException {
- if (log.isDebugEnabled()) {
- log.debug("Opening JDBC Connection");
- }
- connection = dataSource.getConnection();
- if (level != null) {
- connection.setTransactionIsolation(level.getLevel());
- }
- setDesiredAutoCommit(autoCommmit);
- }
而对于DataSource的UNPOOLED的类型的实现-UnpooledDataSource是怎样实现getConnection()方法的呢？请看下一节。
四、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：
[java] view plain copy print?
- /*
- UnpooledDataSource的getConnection()实现
- */
- public Connection getConnection() throws SQLException
- {
- return doGetConnection(username, password);
- }
- private Connection doGetConnection(String username, String password) throws SQLException
- {
- //封装username和password成properties
- Properties props = new Properties();
- if (driverProperties != null)
- {
- props.putAll(driverProperties);
- }
- if (username != null)
- {
- props.setProperty("user", username);
- }
- if (password != null)
- {
- props.setProperty("password", password);
- }
- return doGetConnection(props);
- }
- /*
- * 获取数据连接
- */
- private Connection doGetConnection(Properties properties) throws SQLException
- {
- //1.初始化驱动
- initializeDriver();
- //2.从DriverManager中获取连接，获取新的Connection对象
- Connection connection = DriverManager.getConnection(url, properties);
- //3.配置connection属性
- configureConnection(connection);
- return connection;
- }
如上代码所示，UnpooledDataSource会做以下事情：
1. 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。
2. 创建Connection对象： 使用DriverManager.getConnection()方法创建连接。
3. 配置Connection对象： 设置是否自动提交autoCommit和隔离级别isolationLevel。
4. 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。
五、为什么要使用连接池？
1. 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：
[java] view plain copy print?
- public static void main(String[] args) throws Exception
- {
- String sql = "select * from hr.employees where employee_id < ? and employee_id >= ?";
- PreparedStatement st = null;
- ResultSet rs = null;
- long beforeTimeOffset = -1L; //创建Connection对象前时间
- long afterTimeOffset = -1L; //创建Connection对象后时间
- long executeTimeOffset = -1L; //创建Connection对象后时间
- Connection con = null;
- Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");
- beforeTimeOffset = new Date().getTime();
- System.out.println("before:\t" + beforeTimeOffset);
- con = DriverManager.getConnection("jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:xe", "louluan", "123456");
- afterTimeOffset = new Date().getTime();
- System.out.println("after:\t\t" + afterTimeOffset);
- System.out.println("Create Costs:\t\t" + (afterTimeOffset - beforeTimeOffset) + " ms");
- st = con.prepareStatement(sql);
- //设置参数
- st.setInt(1, 101);
- st.setInt(2, 0);
- //查询，得出结果集
- rs = st.executeQuery();
- executeTimeOffset = new Date().getTime();
- System.out.println("Exec Costs:\t\t" + (executeTimeOffset - afterTimeOffset) + " ms");
- }
上述程序在我笔记本上的执行结果为：
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！
2. 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！
3.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。