1. 引言

在開發數據庫應用時，我們通常需要與數據庫建立連接并執行SQL語句。傳統的JDBC連接方式雖然簡單直接，但在高并發場景下容易帶來性能問題，甚至導致系統崩潰。因此，引入數據庫連接池（Connection Pool） 技術，能夠大幅提升數據庫訪問的效率，減少資源浪費，優化系統性能。

2. 傳統JDBC數據庫連接方式的缺陷

2.1 連接建立成本高

如圖所示，傳統的JDBC數據庫連接使用 DriverManager 獲取連接。每次請求數據庫時，系統都會執行以下步驟：

package JDBD_resource;import JDBC.PerparedStatement;
import untils.JDBCutils;import java.sql.Connection;//演示傳統的獲取connect的弊端
public class JDBC_Connect_Quest {public static void main(String[] args) throws Exception {long start = System.currentTimeMillis();for (int i = 0; i < 5000; i++) {Connection  connection = JDBCutils.getConnection();connection.close();//這里不關閉連接，模擬在線連接數, 耗時：3028ms}System.out.println("耗時："+(System.currentTimeMillis() - start));
//        結果
//        Caused by: java.sql.SQLNonTransientConnectionException: Connection exception,
//        SQL-server rejected establishment of SQL-connection,  message from server: "Too many connections"}
}

1. 加載數據庫驅動。
2. 通過 Connection 連接數據庫，并進行IP地址、用戶名和密碼驗證。
3. 連接成功后，進行數據庫操作。

由于數據庫連接的建立和驗證是一個相對昂貴的操作（通常需要 0.05s ~ 1s），高頻訪問時，這種方式會極大地影響系統的響應速度，甚至導致系統阻塞。

2.2 連接泄露與內存溢出

每次創建數據庫連接都會在內存中分配 Connection 對象。如果開發人員未能正確關閉連接（如異常退出時未調用 close() 方法），這些 Connection 便會一直占用內存，最終導致內存泄露（Memory Leak），甚至觸發 數據庫連接溢出 問題，導致數據庫崩潰。

2.3 無法控制連接數量，導致系統崩潰

在高并發場景下，每個請求都會創建一個新的數據庫連接，導致連接數迅速上升。如果連接數過多，數據庫服務器會因資源耗盡而崩潰。例如，MySQL 默認的最大連接數是 151，一旦達到此限制，新請求將無法獲得數據庫連接，導致應用程序報錯。

3. 數據庫連接池（Connection Pool）的解決方案

為了解決傳統JDBC連接方式的缺陷，數據庫連接池（Connection Pool）技術被引入。數據庫連接池的核心思想是 預先創建并維護一組數據庫連接，應用程序無需每次都創建新連接，而是從池中獲取可用連接，這樣可以極大地提升性能，減少數據庫服務器的壓力。

3.1 數據庫連接池的工作原理

數據庫連接池的典型工作流程如下：

1. 初始化階段：在應用程序啟動時，連接池會創建 一定數量的數據庫連接（比如10個），并將其存放在池中。

2. 獲取連接：當應用程序需要數據庫連接時，它會從連接池中獲取一個可用的 Connection 對象，而不是重新建立連接。

3. 釋放連接：使用完畢后，連接不會被真正關閉，而是歸還到連接池，以供后續使用。

4. 連接池管理：連接池會動態調整連接數量，避免不必要的連接占用，同時定期檢查連接的健康狀況，剔除失效連接。

3.2 連接池的優勢

? 提高性能：避免頻繁創建和銷毀連接，減少數據庫服務器壓力。
? 防止連接泄露：連接池管理連接的生命周期，防止程序員忘記關閉連接導致內存泄露。
? 控制最大連接數：避免數據庫服務器超載，確保系統穩定性。
? 提升并發能力：多個線程可高效復用數據庫連接，提高系統吞吐量。

4. 主流數據庫連接池

除了 C3P0，以下是一些常見的數據庫連接池技術,后面會持續更新：

連接池名稱	主要特點
HikariCP	高性能、低延遲，Spring Boot 默認連接池
Apache DBCP	輕量級，適用于小型項目
Tomcat JDBC	適用于 Tomcat 服務器
BoneCP	高效但已被 HikariCP 取代

5. 總結

1. 傳統的 JDBC 連接方式效率低，容易造成內存泄露和數據庫崩潰。

2. 數據庫連接池（Connection Pool）技術能夠高效管理數據庫連接，提升系統性能。

3. C3P0 是一種流行的數據庫連接池技術，可以輕松實現數據庫連接管理。

4. HikariCP 是當前性能最優的連接池，推薦用于高并發場景。