Druid源码解析（二）：连接池初始化（init 方法）

本文主要是介绍Druid源码解析（二）：连接池初始化（init 方法），对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

　　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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