Java訪問(wèn)SQL數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)化探討
出處:電子技術(shù)網(wǎng) 發(fā)布于:2014-02-07 09:10:54
導(dǎo)讀:本文概括了Java連接數(shù)據(jù)庫(kù)的主要方法,并對(duì)JDBC的特點(diǎn)進(jìn)行了分析。進(jìn)而從提高訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)效率的角度,論述了采用數(shù)據(jù)庫(kù)連接池技術(shù)、優(yōu)化SQL語(yǔ)句格式和多線程方法等可提高Java訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)效率的方法。
1.概述
在軟件開(kāi)發(fā)中通常都會(huì)涉及到數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用。而數(shù)據(jù)庫(kù)的連接則是數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的基礎(chǔ)性工作。在當(dāng)前主流的編程語(yǔ)言中,Java語(yǔ)言因?yàn)槠洳灰蕾囅到y(tǒng)平臺(tái)、健壯、安全,編寫(xiě)便可各處運(yùn)行的特色,使之成為一種應(yīng)用越來(lái)越廣泛的編程語(yǔ)言。在應(yīng)用Java技術(shù)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),需要利用Java的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在Java中實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)時(shí)是以JDBC為基礎(chǔ)的,而JDBC則是由Java語(yǔ)言所編寫(xiě)的一系列的類和接口組成,通過(guò)JDBC能夠非常方便的連接任意類型的數(shù)據(jù)庫(kù)。
2.JDBC特點(diǎn)分析
Java中的JDBC接口有兩個(gè),一個(gè)是位于底層的JDBC Driver API,另一個(gè)是用于面向程序員的應(yīng)用程序接口,即ApplicationPrograming Interface.其中JDBC Driver API有四種類型:一是JDBC-ODBC橋形式、二是部分Java驅(qū)動(dòng)程序和本機(jī)API的組合形式、三是面向數(shù)據(jù)庫(kù)中間件的純Java驅(qū)動(dòng)程序、四是采用直接面向數(shù)據(jù)庫(kù)的純Java驅(qū)動(dòng)程序。上述四類形式中,JDBC-ODBC橋需要在客戶端安裝必要的ODBC驅(qū)動(dòng)程序,否則無(wú)法讀取ODBC數(shù)據(jù)源。這也是這類方式的主要缺點(diǎn)。采用部分Java驅(qū)動(dòng)程序和本機(jī)API的組合形式時(shí),要求在客戶端使用本地代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)客戶端的API調(diào)用,從而將JDBC API轉(zhuǎn)化成商用數(shù)據(jù)庫(kù)提供的API來(lái)完成數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)的提取和存儲(chǔ)。第三種方式不必考慮Java程序的細(xì)節(jié),因這些程序細(xì)節(jié)在中間件服務(wù)器中是背隱藏了的,因此利用這一特點(diǎn)可以用相同的代碼來(lái)訪問(wèn)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)。這也是這一訪問(wèn)方式的優(yōu)點(diǎn)。第四種方式則為直接,不論是客戶端的請(qǐng)求還是程序的執(zhí)行結(jié)果都直接在服務(wù)器上直接處理,采用該方式無(wú)需像前面兩種方法那樣需要安裝驅(qū)動(dòng)程序或中介軟件,這也是這種應(yīng)用方式的主要優(yōu)點(diǎn)。
而JDBC API則相對(duì)更為的固定,也有四種主要的類型,即:java.sql.DriverManage、java.sql.Connection、java.sql.Statement和java.sql.ResultSet.這四種類型分別執(zhí)行不同的任務(wù),且分工明確,因此再次不多做論述。
以上不同的連接方式和方法在針對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)效率會(huì)存在一定的差異,隨著數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模的加大,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)方式已經(jīng)體現(xiàn)出弊端,在本文中將在介紹可提高Java訪問(wèn)SQL數(shù)據(jù)庫(kù)效率運(yùn)行效率的方法。
3.采用數(shù)據(jù)庫(kù)連接池技術(shù)
數(shù)據(jù)庫(kù)連接池技術(shù)是在JDBC2.0基礎(chǔ)上提出并逐步完善的。其特點(diǎn)是通過(guò)重用一組連接對(duì)象,使所有用戶之間共享一組己經(jīng)打開(kāi)的連接,節(jié)省了建立和釋放數(shù)據(jù)庫(kù)連接的時(shí)間,從而大幅度的提高Java對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)性能。
數(shù)據(jù)庫(kù)連接池技術(shù)的基本原理是預(yù)先設(shè)計(jì)一個(gè)“緩沖池”,將各類資源放于該“緩沖池”中,主要是在“緩沖池”中預(yù)先存入一定的數(shù)據(jù)連接,在程序運(yùn)行時(shí)再根據(jù)需要來(lái)從“緩沖池”中取出各連接中的一個(gè),在對(duì)該連接的操作完成后將其重新放回“緩沖池”中。
此時(shí)對(duì)各連接的管理都由“緩沖池”來(lái)負(fù)責(zé)管理。通過(guò)連接池的方式,能夠?qū)⒑芏喙ぷ鞫荚凇熬彌_池”的范圍內(nèi)完成,并可通過(guò)對(duì)連接的控制和管理機(jī)制來(lái)提高運(yùn)行效率。
在使用連接池技術(shù)時(shí)的關(guān)鍵問(wèn)題是如何建立連接池以及對(duì)連接池中的各類連接的有效管理,這兩部分內(nèi)容也是研究連接池技術(shù)時(shí)的重要方向。一般而言,在建立連接池時(shí),應(yīng)在系統(tǒng)的初始化階段通過(guò)讀取XML文件中的特定配置參數(shù)來(lái)完成,從而可在內(nèi)存中建立對(duì)于應(yīng)用程序來(lái)講是的且配置參數(shù)也是確定的靜態(tài)連接池。當(dāng)完成連接池的建立后,需其保持穩(wěn)定性,從而讓其他線程能夠在連接池中獲取所需的連接。這種穩(wěn)定性能夠避免建立連接和關(guān)閉連接時(shí)的內(nèi)存開(kāi)銷,從而提高內(nèi)存的使用效率。
在建立起連接池后,更為重要的是對(duì)連接的有效管理,如果連接池中的連接管理混亂,反而會(huì)適得其反。不同的管理方式的處理效率有一定差異,在針對(duì)特定的問(wèn)題時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)計(jì)出的管理方式,因此連接池的分配和釋放并沒(méi)有所謂的方法,在實(shí)踐中,“Reference Counting”是一種是用較多的方式。
4.優(yōu)化SQL語(yǔ)句格式
在利用Java訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),SQL語(yǔ)句的格式也會(huì)對(duì)訪問(wèn)效率造成影響。在實(shí)際應(yīng)用中,常采用Statement對(duì)象來(lái)執(zhí)行SQL語(yǔ)句。這種方式意味著每次都需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行解析編譯。
這無(wú)疑會(huì)降低對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)效率。如果采用PreParedStetment對(duì)象來(lái)執(zhí)行SQL語(yǔ)句,則會(huì)是另外一種情形。當(dāng)使用PreParedStetment時(shí),按照相應(yīng)機(jī)制,其命令會(huì)被數(shù)據(jù)庫(kù)引擎解析編譯,并存放于命令緩沖區(qū)內(nèi)。采用Statement和PreParedStetment的主要區(qū)別是后者只需再次解析即可,而無(wú)需再次編譯。因此在處理大量重復(fù)執(zhí)行的SQL命令語(yǔ)句時(shí),采用PreParedStetment對(duì)象將大大提高數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行效率,因避免了大量的重復(fù)編譯。
此外,使用PreParedStetment對(duì)象的另一個(gè)好處是可以配合使用數(shù)據(jù)庫(kù)批量更新機(jī)制來(lái)提高數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行效率。即通過(guò)通過(guò)調(diào)用整批的更新命令來(lái)完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的所有更新。在應(yīng)用時(shí),利用PreParedStetment對(duì)象執(zhí)行速度由于Statement對(duì)象的特點(diǎn),將PreParedStetment替代Statement對(duì)象。
當(dāng)然,一些基本的操作,如完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和驅(qū)動(dòng)配置是否支持批量更新的檢查也是必須的,可利用DatabaseMetaData對(duì)象中所提供的SupportBatchUPdates()方法。
5.使用Java多線程技術(shù)
多線程技術(shù)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)無(wú)需贅述,但在使用多線程技術(shù)時(shí)為保證線程間的同步和彼此通信和協(xié)調(diào),因此同步機(jī)制顯得尤為重要。
在Java中已經(jīng)提供了幾類可供直接使用的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)線程間的同步。在劃分臨界資源時(shí)可借助synchronized這一關(guān)鍵字來(lái)對(duì)語(yǔ)句塊進(jìn)行標(biāo)示,其他Object類中的方法(如wait(),notify()等)以及Tread類中的方法(sleep()、suspend()等)也能夠被直接用來(lái)處理不同線程的啟用或中斷操作。采用多線程技術(shù)來(lái)提高數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)效率時(shí)關(guān)鍵問(wèn)題并不在于技術(shù)本身,而是對(duì)線程的有效管理,這取決于程序設(shè)計(jì)者的控制能力。
6.結(jié)語(yǔ)
在編程語(yǔ)言既定的情況下,充分利用其優(yōu)勢(shì)來(lái)提高對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)效率是處理大型數(shù)據(jù)庫(kù)問(wèn)題是的必由之路。本文中所列舉的方法其實(shí)對(duì)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)都可以借鑒。要提高訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的效率,除了采用可高訪問(wèn)效率的程序理念外,更多的還是依賴程序員的實(shí)際能力,因這些方法多數(shù)情況下只能提供程序方向和設(shè)計(jì)理念模型。
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