面试题：Java JDBC异常处理与性能优化的平衡

连接池管理方面

预检查与优雅关闭
- 在获取连接前，通过连接池提供的方法（如isValid）对连接进行预检查，避免获取到无效连接后才抛出异常。这样可以在早期发现问题，减少异常处理开销。
- 当应用程序关闭时，优雅地关闭连接池。确保所有连接都被正确释放，避免因为连接未关闭导致的资源泄露和后续可能的异常。使用try - finally块来保证连接池关闭操作一定会执行。

DataSource dataSource =...;
Connection connection = null;
try {
    connection = dataSource.getConnection();
    if (connection.isValid(5)) {
        // 执行数据库操作
    }
} catch (SQLException e) {
    // 处理获取连接异常
} finally {
    if (connection!= null) {
        try {
            connection.close();
        } catch (SQLException e) {
            // 记录关闭连接异常日志
        }
    }
}

配置合理的连接池参数
- 根据应用程序的并发需求，合理设置连接池的最大连接数、最小连接数、连接超时时间等参数。避免因为连接数不足导致频繁获取连接失败的异常，或者因为连接过多造成资源浪费。
- 例如，使用HikariCP连接池，可以通过如下方式配置：

spring.datasource.hikari.maximum - pool - size = 100
spring.datasource.hikari.minimum - idle = 10
spring.datasource.hikari.connection - timeout = 30000

连接复用与缓存
- 尽可能复用已有的连接，减少频繁创建和销毁连接带来的性能开销。连接池本身就具备连接复用的功能，但在应用程序中也应避免不必要的连接关闭和重新获取操作。
- 对于一些只读操作，可以考虑使用缓存机制（如Redis），减少对数据库的访问频率，从而降低JDBC异常发生的概率。

异常日志记录方面

日志级别控制
- 使用合适的日志级别来记录异常。对于严重影响系统运行的异常（如数据库连接不可用），使用ERROR级别记录；对于一些可恢复的异常（如查询结果为空），可以使用WARN级别。避免使用DEBUG级别记录异常信息到生产环境日志中，因为DEBUG级别日志可能会包含大量详细信息，影响日志性能。

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

public class JdbcExample {
    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(JdbcExample.class);

    public void executeQuery() {
        try {
            // JDBC操作
        } catch (SQLException e) {
            if (e.getSQLState().startsWith("08")) {
                logger.error("数据库连接异常", e);
            } else {
                logger.warn("查询异常", e);
            }
        }
    }
}

异步日志记录
- 使用异步日志框架（如log4j2的异步Appender）来记录异常日志。这样可以将日志记录操作从主线程中分离出来，避免因为日志记录的I/O操作阻塞主线程，从而减少对系统性能的影响。

<Appenders>
    <Async name="AsyncFile">
        <File name="File" fileName="logs/app.log"/>
        <PatternLayout pattern="%d{yyyy - MM - dd HH:mm:ss.SSS} [%t] %-5level %logger{36} - %msg%n"/>
    </Async>
</Appenders>
<Loggers>
    <Root level="error">
        <AppenderRef ref="AsyncFile"/>
    </Root>
</Loggers>

日志内容精简
- 避免在异常日志中记录过多不必要的信息。只记录关键的异常信息（如异常类型、错误码、简要的错误描述）以及相关的上下文信息（如当前执行的方法名、参数值）。过多的冗余信息不仅会增加日志文件大小，还会影响日志记录和读取的性能。

try {
    // JDBC操作
} catch (SQLException e) {
    logger.error("执行方法 {} 时发生数据库异常，错误码: {}, 异常信息: {}", 
        Thread.currentThread().getStackTrace()[1].getMethodName(), e.getSQLState(), e.getMessage());
}

通用异常处理策略

异常封装与转换
- 将JDBC特定的SQLException封装或转换为应用程序自定义的异常。这样可以在业务层屏蔽底层JDBC细节，同时可以根据自定义异常类型进行更针对性的处理。

public class DatabaseOperationException extends RuntimeException {
    public DatabaseOperationException(String message) {
        super(message);
    }

    public DatabaseOperationException(String message, Throwable cause) {
        super(message, cause);
    }
}

public class JdbcUtil {
    public static void executeUpdate(String sql) {
        try {
            // JDBC执行更新操作
        } catch (SQLException e) {
            throw new DatabaseOperationException("执行数据库更新操作失败", e);
        }
    }
}

批量操作与事务管理
- 在可能的情况下，将多个JDBC操作合并为一个批量操作。例如，使用PreparedStatement的addBatch和executeBatch方法。这样可以减少数据库交互次数，降低异常发生的概率，同时提高性能。
- 合理使用事务管理，确保一组相关的JDBC操作要么全部成功，要么全部回滚。在事务边界处进行统一的异常处理，避免在每个单独的操作中处理异常导致的重复代码和性能损耗。

Connection connection = null;
try {
    connection = dataSource.getConnection();
    connection.setAutoCommit(false);
    PreparedStatement statement = connection.prepareStatement("INSERT INTO users (name, age) VALUES (?,?)");
    for (User user : userList) {
        statement.setString(1, user.getName());
        statement.setInt(2, user.getAge());
        statement.addBatch();
    }
    statement.executeBatch();
    connection.commit();
} catch (SQLException e) {
    if (connection!= null) {
        try {
            connection.rollback();
        } catch (SQLException ex) {
            // 记录回滚异常日志
        }
    }
    // 处理数据库操作异常
} finally {
    if (connection!= null) {
        try {
            connection.close();
        } catch (SQLException e) {
            // 记录关闭连接异常日志
        }
    }
}

异常重试机制
- 对于一些因为临时网络问题或数据库短暂繁忙导致的可重试异常，可以引入重试机制。通过使用一些重试框架（如Spring Retry），在一定次数内自动重试失败的JDBC操作，避免直接抛出异常影响系统流程。

import org.springframework.retry.annotation.Backoff;
import org.springframework.retry.annotation.Retryable;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class JdbcService {

    @Retryable(value = {SQLException.class}, maxAttempts = 3, backoff = @Backoff(delay = 1000))
    public void executeQuery() throws SQLException {
        // JDBC操作
    }
}

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面试题：Java JDBC异常处理与性能优化的平衡

知识考点

面试题答案

连接池管理方面

异常日志记录方面

通用异常处理策略