4.1.2　创建数据库连接对象

有时候实例化某些对象可能会非常消耗资源，比如创建数据库连接。我们需要考虑缓存这些实例对象，以方便下次能够继续重用它们，我们可以在工厂对象里创建一个缓存池缓存这些实例对象。在J2EE Web应用中，我们经常使用java.lang.ThreadLocal缓存数据连接对象，我们这里首先讲解一下这个类。

ThreadLocal主要用来管理同一个线程里持有一个实例的副本，即当前的线程绑定一个实例对象，这个对象对于其他线程是不可见的，当线程执行结束后被回收时，JVM便会自动回收这些绑定的对象。

这里要注意的是，ThreadLocal对象使用了弱引用（Weak Reference），这可以一定程度防止内存泄露。也许有人使用Java很多年了，还不了解弱引用，我们就JVM支持的引用类型做个简单介绍。

引用类型

从Java2开始，引用被分为4个级别，我们一般使用到强引用，只要没有引用指向该对象时，这个对象便会被垃圾回收器回收。还有其他3种特别的引用，分别是软引用（Soft Reference）、弱引用（Weak Reference）和幻影引用（Phantom Reference），它们的级别依次减弱，并都弱于强引用。

软引用：如果一个对象没有强引用只有软引用时，当JVM发现内存不够时，垃圾回收器便会回收这些对象。

弱引用：如果一个对象只具有弱引用，在每次回收垃圾时，该对象都会被回收。

幻影引用：如果一个对象仅持有幻影引用，那么它就和没有引用指向它一样，在任何时候该对象都可能被垃圾回收器回收。

幻影引用和软引用与弱引用的区别在于：幻影引用必须和引用队列（ReferenceQueue）一起使用。幻影引用可以用来跟踪对象被回收的活动，因为当垃圾回收器准备回收一个对象时，如果发现它还有幻影引用，就会在回收之前，把这个幻影引用加入到与之关联的引用队列（ReferenceQueue）中去。

这样，程序可以通过判断引用队列中是否已经加入了幻影引用，来了解被引用的对象是否将要被垃圾回收器回收，如果发现某个幻影引用已经被加入到引用队列，那么就可以在所引用的对象被回收之前采取必要的行动。

软引用和弱引用非常适合做缓存，关于它们更详细介绍，请参见java.lang.ref包。

ThreadLocal

java. lang.ThreadLocal是如何实现一个线程绑定一个对象副本的呢？

其实每个线程都包含一个ThreadLocal.ThreadLocalMap类型的变量threadLocals（延迟创建的，节省空间和时间），这个映射（Map）目的就是为每个线程存储对象的副本，由于一个线程可能使用到多个关联到不同的ThreadLocal对象的副本值，所以我们这里使用ThreadLocal.ThreadLocalMap来做映射，ThreadLocal对象便是它的键（Key）。于是，每次调用ThreadLocal的get（）方法，其实就是先获取当前线程（Thread.currentThread（）），然后从当前线程的threadLocals映射里，查找当前ThreadLocal关联的副本。

可能大部分人的想法和我当初的想法一样，都是以为在ThreadLocal里使用一个Map，这个Map的键为Thread，值为绑定的副本，如果这样做是有如下问题的。

当线程回收时，该线程绑定的变量不能被自动地回收：因为变量存储在ThreadLocal里，必须显式地去回收。但如果此变量存储在线程里，那么线程回收时，这个变量没有被其他引用指向的话，它便随着线程一起被销毁。

另外，不这样做还有一个好处：如果Map在ThreadLocal里，那你必须得考虑多线程同步访问这个Map，但是这样做确实没有什么必要，因为一个线程访问自己空间内的副本，不应该影响其他线程，所以如果把映射放在线程里，就再不需要做同步的处理（一个CPU总是处理一个线程），这样就极大地加快了ThreadLocal的访问速度。

我们知道，ThreadLocal.ThreadLocalMap映射使用的键是被WeakReference包装的ThreadLocal对象，如果ThreadLocal对象没有其他强引用和软引用指向时，线程也便不会继续持有ThreadLocal对象，根据JVM规范，它会被垃圾回收器在下次回收时被销毁，这一定程度避免了内存泄露。

但不表示不会出现内存泄露，关于ThreadLocal引起的内存泄露，主要集中在一些对象不能回收，导致其关联的ClassLoader不能被回收的问题上，如果ClassLoader不能被回收，意味着所有被此ClassLoader加载的二进制代码不能被回收，如果使用动态生成字节码的工具或者Java动态代理方法，这个问题将尤为严重。网上有很多文章都在讨论这个问题。

从Java 1.5开始，加入了remove（）方法，这样我们可以显式地调用此方法，释放内存，避免内存泄露，所以使用ThreadLocal要特别注意内存泄露的问题。

了解这么多之后，我们来看看在J2EE Web应用中如何使用。由于每接收到一个HTTP请求时，就会启用一个线程来处理这个请求，使用ThreadLocal类很容易保证在处理同一个请求的整个过程中，尽可能使用同一个数据库连接对象。代码片段如下。

代码注解

定义一个ThreadLocal对象来做数据连接的缓冲池，即这句，private final ThreadLocal＜Connection＞connections=new ThreadLocal＜Connection＞（）。如果当前线程没有绑定的Connection对象（第一次获取数据连接或者已被回收），则connections.get（）返回null，这时我们就创建一个新的java.sql.Connection对象，并把它绑定到当前线程，即这句，connection.set（conn），于是，以后当前请求总会得到刚创建的Connection对象。虽然我们这里为每个HTTP请求缓存Connection对象，但在实际应用中，我们并不是直接去创建一个数据连接对象，我们往往从另外的数据连接池获得缓存的Connection对象。试想如果在一个小型应用中，对10000次HTTP请求创建10000个数据连接，往往会引起不必要的数据库瓶颈问题。数据连接池提供多个线程可以重用的数据库连接对象，它们不会随着线程消亡而被关闭或回收，数据库连接池并非本书重点，在这里就不再深入探讨。

注意：Servlet规范里并未保证每个HTTP请求都会启用一个新的线程对象，比如Tomcat会为每个请求生成一个新的线程，但WebSphere以及OC4J的某些版本，如果是相同的客户端发送过来的请求，应用服务器有可能重用了前一请求的线程来继续处理当前请求，所以要在适当时候（比如请求处理结束的时候或者请求开始时）使用ThreadLocal的remove方法移除connection变量以防止出错。