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数据源分层开发和连接池

article 2024/11/2 0:54:04

1. javaweb中常见的分层结构

在 Java Web 应用 中，通常有以下常见的分层结构，每一层都有不同的职责：

1.1. 常见分层

1.1.1. 表现层（Presentation Layer）：

  • 主要用于处理用户界面和交互。
  • 表现层包括 JSP 页面、HTML、CSS、JavaScript 等，用于显示数据和接收用户输入。
  • 控制类（Servlet、Controller 等）会将请求转发到 JSP 或模板引擎进行页面渲染，形成最终的 HTML 响应。

1.1.2. 控制层（Controller Layer）：

  • 负责处理客户端请求、执行相应的业务逻辑，并将响应返回给客户端。
  • 在 Java Web 中，控制层通常使用 Servlet，也可以使用 Spring MVC 的 @Controller 注解。
  • 控制层接收用户请求后，会将请求分发给合适的业务逻辑处理类，并根据业务处理结果转发到不同的页面。

这里咱们还没有学到spring 所以控制层就是servlet请求处理层

1.1.3. 业务逻辑层（Service Layer）：

  • 包含应用程序的核心业务逻辑，负责处理具体的业务需求。
  • Service 层从控制层接收到请求后，调用数据访问层获取或处理数据。
  • 业务逻辑层确保了数据的完整性和业务规则的执行。
  • 这一层通常不直接与数据库交互，而是通过 DAO 层来操作数据。

1.1.4. 数据访问层（DAO/Data Access Object Layer）：

  • 负责与数据库进行交互，执行数据的增删改查操作。
  • DAO 层使用 JDBC 或 ORM（如 Hibernate、MyBatis）等技术，将数据库表的数据封装成 Java 对象。
  • 这一层对数据库操作进行了抽象，使得业务逻辑层不需要关注数据库细节，提高了系统的可维护性。

1.1.5. 实体层（Model 或 POJO 层）：

  • 实体层是一些 JavaBean 或 POJO（Plain Old Java Object），表示业务实体或数据库表。
  • 每个实体类通常对应数据库中的一张表，封装了该表的字段及其访问方法（getter 和 setter）。
  • 这些类在业务逻辑层和数据访问层之间传递数据，起到数据模型的作用

说白了主要用于数据的就收和传递

1.1.6. 工具层（Utilities Layer）：

  • 提供各种辅助工具类和方法，如字符串处理、日期转换、加密解密、日志记录等。
  • 工具层中的类和方法一般是静态的，可以在整个应用程序中随时调用

比如：BaseDao工具类

1.1.7. 过滤器和监听器（Filters and Listeners）：

  • 过滤器（Filter）：在请求到达 Servlet 之前进行预处理（如设置编码、权限验证），或在响应发出之前进行后处理。
  • 监听器（Listener）：监听应用范围内的特定事件，如会话创建、销毁，或 ServletContext 初始化、销毁等。
  • 过滤器和监听器通常用来处理一些全局性、通用的需求。

1.1.8. 配置层（Configuration Layer）：

  • 包含应用程序的配置信息，如数据库连接信息、系统常量、应用程序的初始化参数等。

如：jdbc.properties

每个层次的具体内容这里不做一一列举了 后面我会发我最近敲的一个demo项目

1.2. 三层结构

三层结构就是将整个业务应用划分为：表述层、业务逻辑层 、数据访问层。区分层次的目的即为了“高内 聚低耦合”的思想。在软件体 系架构设计中，分层式结构是最常见，也是最重要的一种结构。

2. 使用JavaBean封装数据

在 Java Web 开发中，JavaBean 是用于封装数据的类，一般用于表示业务实体或数据对象，通过其属性来传递和接收数据。

2.1. JavaBean 特性

  1. 类必须是公共的 (public)。
  2. 必须有一个无参构造函数。
  3. 属性应通过getter和setter方法来访问。
  4. 字段应使用private访问修饰符来保护数据。

如：User类

public class User {
    private int id;
    private String name;
    private String email;

    // 无参构造函数
    public User() {
    }

    // 带参构造函数（可选）
    public User(int id, String name, String email) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.email = email;
    }

    // Getter 和 Setter 方法
    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getEmail() {
        return email;
    }

    public void setEmail(String email) {
        this.email = email;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{id=" + id + ", name='" + name + "', email='" + email + "'}";
    }
}

2.2. 使用 JavaBean 在 Servlet 中封装数据

import jakarta.servlet.ServletException;
import jakarta.servlet.annotation.WebServlet;
import jakarta.servlet.http.HttpServlet;
import jakarta.servlet.http.HttpServletRequest;
import jakarta.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;

@WebServlet("/userServlet")
public class UserServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        // 创建 User 对象并封装数据
        User user = new User(1, "Alice", "alice@example.com");

        // 将 User 对象放入 request 域中
        request.setAttribute("user", user);
        //当然这个可以进一步拓展调用Dao层操作进行数据库处理

        // 转发请求到 JSP 页面
        request.getRequestDispatcher("user.jsp").forward(request, response);
    }
}

2.3. 在 JSP 页面中获取 JavaBean 数据

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<%@ taglib prefix="c" uri="http://java.sun.com/jsp/jstl/core" %>
<html>
<head>
    <title>User Information</title>
</head>
<body>
    <h2>User Information</h2>
    <p>ID: ${user.id}</p>
    <p>Name: ${user.name}</p>
    <p>Email: ${user.email}</p>
</body>
</html>

3. JSP动作标签

通过动作标签，程序员可以在JSP页面中把页面的显示功能部分封装起来，使整个页面更简洁和易于维护

3.1.1. <jsp:useBean>

<jsp:useBean> 标签是 JSP 中用于创建或获取 JavaBean 的一个标准标签。它允许你在 JSP 页面中声明一个 JavaBean，自动处理 JavaBean 的创建、查找和绑定。

<jsp:useBean id="beanName" class="com.example.YourBeanClass" scope="request|session|application" />
  • id: 用于标识 JavaBean 实例的变量名。
  • class: JavaBean 的全限定类名。
  • scope: JavaBean 的作用域，通常是request、session或application。如果不指定，则默认为request。

3.1.2. <jsp:include>

<jsp:include> 标签是 JSP 中用于在一个 JSP 页面中包含另一个 JSP 页面或静态资源（如 HTML 文件）的标准标签。

基本语法 ：

<jsp:include page="relativeURL" flush="true|false" />
  • page: 要包含的资源的相对 URL，可以是 JSP 页面、HTML 文件等。
  • flush: 可选属性，指示是否在包含时刷新输出流。如果设置为 true，在执行包含之前会先将当前输出流的内容刷新；如果设置为 false，则不会刷新。默认值为 false。

工作原理

  • 当 JSP 页面被请求时，<jsp:include> 标签会在响应生成过程中插入指定页面的内容。
  • 包含的页面可以使用请求和响应对象，与原始页面共享同一请求。

<%@include%>：

<%@ include %> 是 JSP 中用于在编译时将一个 JSP 文件或其他资源的内容直接插入到另一个 JSP 文件中的指令。与 <jsp:include> 不同，<%@ include %> 在页面被请求之前就会被处理，这意味着被包含的页面的内容会在编译时静态地嵌入到主页面中。 

<%@ include file="relativeURL" %>

file: 要包含的文件的相对路径，可以是 JSP 页面、HTML 文件等。

工作原理

  • 当 JSP 页面被编译时，<%@ include %> 指令会将指定文件的内容插入到当前 JSP 页面中。这是一个静态包含，因此文件的内容在编译时就已经被复制到主页面中。

这也就意味着 你后面在修改<%@ include %>中嵌入jsp文件的代码 对被嵌入的jsp页面是没有影响的除非重新编译被嵌入页面

3.1.3. <jsp:forward>

<jsp:forward> 是 JSP 中用于请求转发的标签，它允许将请求从当前 JSP 页面转发到另一个资源（如另一个 JSP 页面、Servlet 或 HTML 文件）。与其他包含机制相比，<jsp:forward> 主要用于将请求处理的控制权转交给另一个资源，同时保留原请求的上下文。

语法 ：

<jsp:forward page="relativeURL" />

page 属性是要转发到的目标资源的相对路径。

特点：

  1. 请求转发: 处理请求后，控制权转发到另一个资源，客户端不知情。
  2. 共享请求对象: 转发过程中，原请求的请求对象（request）和响应对象（response）会传递给目标资源。这意味着在目标资源中可以访问原请求的所有属性。
  3. 不改变 URL: 客户端的 URL 不会改变，浏览器仍然显示原 URL。

4. 连接池

4.1. 连接池的理解

Connection对象是重量级对象，创建Connection对象就是建立两个进程之间的通信，非常耗费资源。一次完整的数据库操作，大部分时间都耗费在连接对象的创建。

第一个问题：每一次请求都创建一个Connection连接对象，效率较低。

第二个问题：连接对象的数量无法限制。如果连接对象的数量过高，会导致mysql数据库服务器崩溃。

4.2. 使用连接池来解决什么问题

提前创建好N个连接对象，将其存放到一个集合中（这个集合就是一个缓存）。

用户请求时，需要连接对象直接从连接池中获取，不需要创建连接对象，因此效率较高。

另外，连接对象只能从连接池中获取，如果没有空闲的连接对象，只能等待，这样连接对象创建的数量就得到了控制。

4.3. javax.sql.DataSource

连接池有很多，不过所有的连接池都实现了 javax.sql.DataSource 接口。也就是说我们程序员在使用连接池的时候，不管使用哪家的连接池产品，只要面向javax.sql.DataSource接口调用方法即可。

另外，实际上我们也可以自定义属于我们自己的连接池。只要实现DataSource接口即可。

4.4. 连接池的属性

对于一个基本的连接池来说，一般都包含以下几个常见的属性：

  1. 初始化连接数（initialSize）：连接池初始化时创建的连接数。
  2. 最大连接数（maxActive）：连接池中最大的连接数，也就是连接池所能容纳的最大连接数量，当连接池中的连接数量达到此值时，后续请求会被阻塞并等待连接池中有连接被释放后再处理。
  3. 最小空闲连接数量（minIdle）： 指连接池中最小的空闲连接数，也就是即使当前没有请求，连接池中至少也要保持一定数量的空闲连接，以便应对高并发请求或突发连接请求的情况。
  4. 最大空闲连接数量（maxIdle）： 指连接池中最大的空闲连接数，也就是连接池中最多允许保持的空闲连接数量。当连接池中的空闲连接数量达到了maxIdle设定的值后，多余的空闲连接将会被连接池释放掉。
  5. 最大等待时间（maxWait）：当连接池中的连接数量达到最大值时，后续请求需要等待的最大时间，如果超过这个时间，则会抛出异常。
  6. 连接有效性检查（testOnBorrow、testOnReturn）：为了确保连接池中只有可用的连接，一些连接池会定期对连接进行有效性检查，这里的属性就是配置这些检查的选项。
  7. 连接的driver、url、user、password等。

以上这些属性是连接池中较为常见的一些属性，不同的连接池在实现时可能还会有其他的一些属性，不过大多数连接池都包含了以上几个属性，对于使用者来说需要根据自己的需要进行灵活配置。

4.5. 连接池的使用

4.5.1. Druid的使用

第一步：引入Druid的jar包

第二步：配置文件

在类的根路径下创建一个属性资源文件：jdbc.properties

url=jdbc:mysql://localhost:3306/jdbc
username=root
password=1234
driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
initialSize=5
minIdle=10
maxActive=20

第三步：编写代码，从连接池中获取连接对象

// 读取属性配置文件
InputStream in = DruidConfig.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc.properties");
Properties props = new Properties();
props.load(in);
// 创建连接池
DataSource dataSource = DruidDataSourceFactory.createDataSource(props);
Connection conn = dataSource.getConnection();

第四步：关闭连接

仍然调用Connection的close()方法，但是这个close()方法并不是真正的关闭连接，只是将连接归还到连接池，让其称为空闲连接对象。这样其他线程可以继续使用该空闲连接。

4.5.2. HikariCP的使用

第一步：引入jar包

第二步：编写配置文件

在类的根路径下创建一个属性资源文件：jdbc2.properties

jdbcUrl=jdbc:mysql://localhost:3306/jdbc
username=root
password=1234
driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
minimumIdle=5
maximumPoolSize=20

第三步：编写代码，从连接池中获取连接

InputStream in = HikariConfig.class.getClassLoader().getResourceAsStream("jdbc2.properties");
Properties props = new Properties();
props.load(in);
HikariConfig config = new HikariConfig(props);
DataSource dataSource = new HikariDataSource(config);
Connection conn = dataSource.getConnection();

第四步：关闭连接（调用conn.close()，将连接归还到连接池，连接对象为空闲状态。）


http://www.kler.cn/a/375131.html

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