Java教程
Druid源码解析（二）：连接池初始化（init 方法）
在获取连接时，会执行初始化方法 init() ，使用 DruidDataSource的入口。
一、双检测保证并发安全与性能
为了保证不会重复初始化并且保证性能，使用了类似双重检测锁的方式来处理，第一次判断 inited 标识，如果已经初始化，则则直接返回，如果没有初始化，则使用ReentrantLock加锁处理，加锁成功，再次判断inited标识，inited使用volitle修饰，这里实际上就是使用了类似单例模式的双重检测锁，第一次判断保证性能，volitle保证可见性，加锁防止并发，第二次判断防止线程切换导致的多线程拿到锁。
public void init() throws SQLException {
if (inited) {
return;
}
// 获取驱动
// bug fixed for dead lock, for issue #2980
DruidDriver.getInstance();
// 加锁，防止重复初始化
final ReentrantLock lock = this.lock;
try {
lock.lockInterruptibly();
} catch (InterruptedException e) {
throw new SQLException("interrupt", e);
}
boolean init = false;
try {
if (inited) {
return;
}
二、属性生成与设置
这一步没有太多可解析的内容，包括：生成当前线程的堆栈调用信息、生成数据源 ID、设置JDBC的相关参数、设置 jdbcUrl、初始化filter、设置DB类型（如mysql、Oracle等）、设置cacheServerConfiguration属性（是否缓存SHOW VARIABLESSHOW COLLATION命令的结果）
initStackTrace = Utils.toString(Thread.currentThread().getStackTrace());
this.id = DruidDriver.createDataSourceId();
if (this.id > 1) {
long delta = (this.id - 1) * 100000;
this.connectionIdSeedUpdater.addAndGet(this, delta);
this.statementIdSeedUpdater.addAndGet(this, delta);
this.resultSetIdSeedUpdater.addAndGet(this, delta);
this.transactionIdSeedUpdater.addAndGet(this, delta);
}
if (this.jdbcUrl != null) {
this.jdbcUrl = this.jdbcUrl.trim();
initFromWrapDriverUrl();
}
for (Filter filter : filters) {
filter.init(this);
}
if (this.dbTypeName == null || this.dbTypeName.length() == 0) {
this.dbTypeName = JdbcUtils.getDbType(jdbcUrl, null);
}
DbType dbType = DbType.of(this.dbTypeName);
if (dbType == DbType.mysql
|| dbType == DbType.mariadb
|| dbType == DbType.oceanbase
|| dbType == DbType.ads) {
boolean cacheServerConfigurationSet = false;
if (this.connectProperties.containsKey("cacheServerConfiguration")) {
cacheServerConfigurationSet = true;
} else if (this.jdbcUrl.indexOf("cacheServerConfiguration") != -1) {
cacheServerConfigurationSet = true;
}
if (cacheServerConfigurationSet) {
this.connectProperties.put("cacheServerConfiguration", "true");
}
}
三、参数配置校验
这一步主要是校验参数配置是否合理，例如最大活跃连接是否小于0、最大活跃连接是否小于最小连接等等。
if (maxActive <= 0) {
throw new IllegalArgumentException("illegal maxActive " + maxActive);
}
if (maxActive < minIdle) {
throw new IllegalArgumentException("illegal maxActive " + maxActive);
}
if (getInitialSize() > maxActive) {
throw new IllegalArgumentException("illegal initialSize " + this.initialSize + ", maxActive " + maxActive);
}
if (timeBetweenLogStatsMillis > 0 && useGlobalDataSourceStat) {
throw new IllegalArgumentException("timeBetweenLogStatsMillis not support useGlobalDataSourceStat=true");
}
if (maxEvictableIdleTimeMillis < minEvictableIdleTimeMillis) {
throw new SQLException("maxEvictableIdleTimeMillis must be grater than minEvictableIdleTimeMillis");
}
if (keepAlive && keepAliveBetweenTimeMillis <= timeBetweenEvictionRunsMillis) {
throw new SQLException("keepAliveBetweenTimeMillis must be grater than timeBetweenEvictionRunsMillis");
}
四、加载 Filter 等初始化前期处理
经过上面的校验后，开始做初始化的前期处理：使用SPI机制加载 Filter 的实现类、处理驱动相关的配置、初始化校验、初始化异常存储、初始化 validConnectionChecker、检验连接查询。
// 初始化SPI
initFromSPIServiceLoader();
// 处理驱动相关的配置
resolveDriver();
// 初始化校验
initCheck();
// 初始化异常存储
initExceptionSorter();
// 根据不同数据库初始化 validConnectionChecker
initValidConnectionChecker();
// 检验连接查询 sql
validationQueryCheck();
1、初始化SPI
SPI 机制是很多开源组件常用的扩展机制，例如在 JDK、dubbo、SpringBoot、Spring Cloud 中都有广泛的使用，在 Druid 中也使用了 SPI 机制加载，加载所有配置的 Filter。
private void initFromSPIServiceLoader() {
if (loadSpifilterSkip) {
return;
}
if (autoFilters == null) {
List<Filter> filters = new ArrayList<Filter>();
ServiceLoader<Filter> autoFilterLoader = ServiceLoader.load(Filter.class);
for (Filter filter : autoFilterLoader) {
AutoLoad autoLoad = filter.getClass().getAnnotation(AutoLoad.class);
if (autoLoad != null && autoLoad.value()) {
filters.add(filter);
}
}
autoFilters = filters;
}
for (Filter filter : autoFilters) {
if (LOG.isInfoEnabled()) {
LOG.info("load filter from spi :" + filter.getClass().getName());
}
addFilter(filter);
}
}
2、处理驱动相关的配置
这个没有什么特别的地方，只是根据不同的数据库驱动生成驱动的实例，对于 MockDriver、ClickHouse做了特殊处理。
protected void resolveDriver() throws SQLException {
if (this.driver == null) {
if (this.driverClass == null || this.driverClass.isEmpty()) {
this.driverClass = JdbcUtils.getDriverClassName(this.jdbcUrl);
}
if (MockDriver.class.getName().equals(driverClass)) {
driver = MockDriver.instance;
} else if ("com.alibaba.druid.support.clickhouse.BalancedClickhouseDriver".equals(driverClass)) {
Properties info = new Properties();
info.put("user", username);
info.put("password", password);
info.putAll(connectProperties);
driver = new BalancedClickhouseDriver(jdbcUrl, info);
} else {
if (jdbcUrl == null && (driverClass == null || driverClass.length() == 0)) {
throw new SQLException("url not set");
}
driver = JdbcUtils.createDriver(driverClassLoader, driverClass);
}
} else {
if (this.driverClass == null) {
this.driverClass = driver.getClass().getName();
}
}
}
3、初始化校验
这个就是对于数据库的各种校验，例如Oracle的版本和简单查询验证、db2的查询验证等
4、初始化异常存储
用于设置 exceptionSorter 属性，这是Druid连接池稳定性的保证，用于处理重大的不可恢复的异常，它是一个接口，不同的数据库有不同的实现类，在这里根据不同的驱动类型生成对应的 exceptionSorter。
5、初始化 validConnectionChecker
根据不同数据库初始化 validConnectionChecker，这个类很重要，用来检测连接池中连接的可用性，如果检测连接不可用，则close掉；可用的话就继续放回连接池中。
6、检验连接查询
检验连接查询 sql 是否正确执行。
五、设置 dataSourceStat 并初始化 holder的数组
生成 dataSourceStat：判断dataSourceStat是否采用了全局的dataSourceStat，如果使用了，则设置 dataSourceStat 的global属性，然后设置数据库类型，如果没有采用了全局的dataSourceStat，则新创建一个 dataSourceStat。
设置 dataSourceStat 的重置标志
创建 DruidConnectionHolder 数组，分别是所有连接的数组 connections、被驱逐连接数组 evictConnections、存活连接数组 keepAliveConnections，三个数组的长度都是最大连接数 maxActive。
// dataSourceStat是否采用了Global。对dataSourceStat进行set。 初始化holder的数组
if (isUseGlobalDataSourceStat()) {
dataSourceStat = JdbcDataSourceStat.getGlobal();
if (dataSourceStat == null) {
dataSourceStat = new JdbcDataSourceStat("Global", "Global", this.dbTypeName);
JdbcDataSourceStat.setGlobal(dataSourceStat);
}
if (dataSourceStat.getDbType() == null) {
dataSourceStat.setDbType(this.dbTypeName);
}
} else {
dataSourceStat = new JdbcDataSourceStat(this.name, this.jdbcUrl, this.dbTypeName, this.connectProperties);
}
dataSourceStat.setResetStatEnable(this.resetStatEnable);
connections = new DruidConnectionHolder[maxActive];
evictConnections = new DruidConnectionHolder[maxActive];
keepAliveConnections = new DruidConnectionHolder[maxActive];
六、初始化
根据配置，进行异步初始化或同步初始化：
如果是异步初始化，调用 submitCreateTask() 进行处理。
如果非异步初始化，则创建物理连接。使用 poolingCount < initialSize 控制创建连接的数量，但是在默认的的初始化过程中，如果不通过其他配置参数指定，这个条件不会被触发，这可以看做是DruidDataSource的懒加载，只有真正需要Connection的时候，才会去创建物理的连接。
// 判断是否进行异步初始化
if (createScheduler != null && asyncInit) {
// 如果异步初始化，调用通过submitCreateTask进行
for (int i = 0; i < initialSize; ++i) {
submitCreateTask(true);
}
} else if (!asyncInit) {
// 如果poolingCount < initialSize，则创建物理连接。但是在默认的的初始化过程中，如果不通过其他配置参数指定，这个条件不会被触发，这可以看做是DruidDataSource的懒加载，只有真正需要Connection的时候，才会去创建物理的连接。
// init connections
while (poolingCount < initialSize) {
try {
PhysicalConnectionInfo pyConnectInfo = createPhysicalConnection();
DruidConnectionHolder holder = new DruidConnectionHolder(this, pyConnectInfo);
connections[poolingCount++] = holder;
} catch (SQLException ex) {
LOG.error("init datasource error, url: " + this.getUrl(), ex);
if (initExceptionThrow) {
connectError = ex;
break;
} else {
Thread.sleep(3000);
}
}
}
if (poolingCount > 0) {
poolingPeak = poolingCount;
poolingPeakTime = System.currentTimeMillis();
}
}
七、创建线程
线程池初始化完成后，调用 createAndLogThread() 创建一个日志线程，但是这个线程的条件timeBetweenLogStatsMillis大于0，如果这个参数没有配置，日志线程不会创建。
调用 createAndStartCreatorThread() 方法创建一个创建连接的线程，并将创建的线程赋值给变量createConnectionThread
创建 DestroyTask对象，同时创建DestroyConnectionThread线程并start，将创建的线程赋值给变量 destroyConnectionThread。
如果keepAlive为true，还需调用submitCreateTask方法，将连接填充到minIdle，确保空闲的连接可用。
// 创建日志线程 但是这个线程的条件timeBetweenLogStatsMillis大于0，如果这个参数没有配置，日志线程不会创建。
createAndLogThread();
// 创建一个CreateConnectionThread对象，并启动。初始化变量createConnectionThread。
createAndStartCreatorThread();
// 创建 DestroyTask对象。同时创建DestroyConnectionThread线程，并start,初始化destroyConnectionThread。
createAndStartDestroyThread();
// 确保上述两个方法都执行完毕
initedLatch.await();
init = true;
initedTime = new Date();
// 注册registerMbean
registerMbean();
if (connectError != null && poolingCount == 0) {
throw connectError;
}
// 如果keepAlive为true,还需调用submitCreateTask方法，将连接填充到minIdle。确保空闲的连接可用。
if (keepAlive) {
// async fill to minIdle
if (createScheduler != null) {
for (int i = 0; i < minIdle; ++i) {
submitCreateTask(true);
}
} else {
this.emptySignal();
}
}
八、初始化完成
所有的逻辑处理完成后，在 finally 中，会将初始化完成标志 inited 设置为 true，同时释放锁，最后判断 init和日志的INFO状态，打印一条init完成的日志。
finally {
// 修改inited为true,并解锁。
inited = true;
lock.unlock();
// 判断init和日志的INFO状态，打印一条init完成的日志。
if (init && LOG.isInfoEnabled()) {
String msg = "{dataSource-" + this.getID();
if (this.name != null && !this.name.isEmpty()) {
msg += ",";
msg += this.name;
}
msg += "} inited";
LOG.info(msg);
}
}
九、init流程总结
init过程，对DruidDataSource进行了初始化操作，为了防止多线程并发场景下进行init操作，采用了Double Check的方式，配合ReentrentLock两次判断来实现。 详细流程如下图：
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