JUC：实现一个简易的数据库连接池（享元模式）

主要是学习享元模式。  

享元模式（Flyweight Pattern）是一种结构型设计模式，旨在通过共享尽可能多的对象来最小化内存使用和提高性能。在该模式中，对象被分为两种状态：内部状态和外部状态。

• 内部状态（Intrinsic State）：内部状态是对象可以共享的状态，它存储在享元对象内部，并且不随环境的变化而改变。因此，可以被多个对象共享。

• 外部状态（Extrinsic State）：外部状态是对象的上下文相关的状态，它取决于对象被使用的环境，并且无法共享。客户端需要在使用享元对象时提供外部状态。

        享元模式的核心思想是将对象中共享的状态提取出来，存储在一个共享池中，当需要创建对象时，首先检查是否存在具有相同内部状态的对象。如果存在，则直接返回共享对象，否则创建新对象并加入共享池中。

        这种方式可以有效地减少内存消耗，特别是当需要创建大量相似对象时。典型的应用场景包括文本编辑器中的字符对象、游戏中的粒子对象等。

        在实现享元模式时，需要注意对内部状态和外部状态的管理，以及线程安全等问题。

        预先创建好一批连接，放入连接池。一次请求到达后，从连接池获取连接，使用完毕后再还回连接池，

        这样既节约了连接的创建和关闭时间，也实现了连接的重用，不至于让庞大的连接数压垮数据库。

package com.数据库连接池;

import java.sql.*;
import java.util.Map;
import java.util.Properties;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicIntegerArray;

public class test {
    public static void main(String[] args) {

        Pool pool = new Pool(3);

        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            new Thread(() -> {
                Connection conn = pool.borrow();
                try {
                    Thread.sleep(new Random().nextInt(1000)); // 模拟使用随机的时间后，进行归还
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                pool.free(conn);
            }).start();
        }
    }
}

class Pool {

    // 连接池大小
    private final int poolSize;

    // 连接对象数组
    private Connection[] connections;

    // 连接状态，线程安全的
    private AtomicIntegerArray states;

    public Pool(int poolSize) {
        this.poolSize = poolSize;
        this.connections = new Connection[poolSize];
        this.states = new AtomicIntegerArray(new int[poolSize]);
        for (int i = 0; i < poolSize; i++) {
            connections[i] = new MockConnection();
        }
    }

    // 借连接
    public Connection borrow() {
        while (true) {
            for (int i = 0; i < poolSize; i++) {
                if (states.get(i) == 0) {
                    if (states.compareAndSet(i, 0, 1)) { // cas成功才return，不要直接set，防止多线程读写分离
                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "借到了连接");
                        return connections[i];
                    }
                }
            }
            // 没有空闲连接，进入等待
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "没有空闲连接，进入等待");
            synchronized (this) {
                try {
                    this.wait();
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    // 归还连接
    public void free(Connection connection) {

        for (int i = 0; i < poolSize; i++) {
            if (connections[i] == connection) {
                states.set(i, 0); // 这里不用cas，归还线程一定是唯一拥有它的线程
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "释放了连接");
                // 通知如果有再wait中的线程
                synchronized (this) {
                    this.notifyAll();
                }
                break;
            }
        }

    }
}
// 不用真的去连接，随便实现一下Connection用来测试即可
class MockConnection implements Connection{

    // 这里省略了，太长了
}

比较简单，可自行拓展，就不再多描述了。