一、概念
数据库连接池(Connection pooling)是程序启动时建立足够的数据库连接,并将这些连接组成一个连接池,由程序动态地对池中的连接进行申请,使用,释放。
简单的说:创建数据库连接是一个很耗时的操作,也容易对数据库造成安全隐患。所以,在程序初始化的时候,集中创建多个数据库连接,并把他们集中管理,供程序使用,可以保证较快的数据库读写速度,还更加安全可靠。
二、图示
不使用数据库连接池
如果不使用数据库连接池,对于每一次SQL操作,都要走一遍下面完整的流程:
1.TCP建立连接的三次握手(客户端与 MySQL服务器的连接基于TCP协议)
2.MySQL认证的三次我收
3.真正的SQL执行
4.MySQL的关闭
5.TCP的四次握手关闭
可以看出来,为了执行一条SQL,需要进行大量的初始化与关闭操作
使用数据库连接池
如果使用数据库连接池,那么会事先申请(初始化)好相关的数据库连接,然后在之后的SQL操作中会复用这些数据库连接,操作结束之后数据库也不会断开连接,而是将数据库对象放回到数据库连接池中
三、数据库连接池的好处
资源重用:由于数据库连接得到重用,避免了频繁的创建、释放连接引起的性能开销,在减少系统消耗的基础上,另一方面也增进了系统运行环境的平稳性(减少内存碎片以及数据库临时进程/线程的数量)。
更快的系统响应速度:数据库连接池在初始化过程中,往往已经创建了若干数据库连接置于池中备用。此时连接的初始化工作均已完成。对于业务请求处理而言,直接利用现有可用连接,避免了从数据库连接初始化和释放过程的开销,从而缩减了系统整体响应时间。
统一的连接管理,避免数据库连接泄露:在较为完备的数据库连接池实现中,可根据预先的连接占用超时设定,强制收回被占用连接。从而避免了常规数据库连接操作中可能出现的资源泄露。
四、连接池数量设置
连接数 = ((核心数 * 2) + 有效磁盘数)
如果说你的服务器CPU是4核i7的,连接池大小应该为((4*2)+1)=9
五、MySQL连接池演示
源码下载
下载方式:
https://github.com/dongyusheng/csdn-code/tree/master/db_pool(Github中下载)
db_pool目录下有两个目录,mysql_pool目录为MySQL连接池代码,redis_pool为redis连接池代码
下面介绍mysql_pool
CDBConn解析
class CDBConn {
public:
// ...
private:
CDBPool* m_pDBPool; // to get MySQL server information
MYSQL* m_mysql; // 对应一个连接
char m_escape_string[MAX_ESCAPE_STRING_LEN + 1];
};
概念:代表一个数据连接对象实例
相关成员:
m_pDBPool:该数据库连接对象所属的数据库连接池
构造函数:绑定自己所属于哪个数据库连接池
CDBConn::CDBConn(CDBPool *pPool)
{
m_pDBPool = pPool;
m_mysql = NULL;
}
Init()函数:创建数据库连接句柄
int CDBConn::Init()
{
m_mysql = mysql_init(NULL);
if (!m_mysql)
{
log_error("mysql_init failedn");
return 1;
}
my_bool reconnect = true;
mysql_options(m_mysql, MYSQL_OPT_RECONNECT, &reconnect); // 配合mysql_ping实现自动重连
mysql_options(m_mysql, MYSQL_SET_CHARSET_NAME, "utf8mb4");
if (!mysql_real_connect(m_mysql, m_pDBPool- >GetDBServerIP(), m_pDBPool- >GetUsername(), m_pDBPool- >GetPasswrod(),
m_pDBPool- >GetDBName(), m_pDBPool- >GetDBServerPort(), NULL, 0))
{
log_error("mysql_real_connect failed: %sn", mysql_error(m_mysql));
return 2;
}
return 0;
}
CDBPool解析
class CDBPool {
public:
// ...
private:
string m_pool_name; // 连接池名称
string m_db_server_ip; // 数据库ip
uint16_t m_db_server_port; // 数据库端口
string m_username; // 用户名
string m_password; // 用户密码
string m_db_name; // db名称
int m_db_cur_conn_cnt; // 当前启用的连接数量
int m_db_max_conn_cnt; // 最大连接数量
list< CDBConn* > m_free_list; // 空闲的连接
CThreadNotify m_free_notify; // 信号量
};
概念:代表一个数据库连接池
相关成员:
- m_db_cur_conn_cnt:当前数据库连接池的连接数量
- m_db_max_conn_cnt:数据库连接池支持的最大连接数量(m_db_cur_conn_cnt<=m_db_max_conn_cnt)
- m_free_list:存放空闲数据库连接对象的(可以从这里取出数据库连接对象使用)
Init()函数:常见指定数量的数据库实例句柄,然后添加到m_free_list中,供后面使用
int CDBPool::Init()
{
// 创建固定最小的连接数量
for (int i = 0; i < m_db_cur_conn_cnt; i++)
{
CDBConn *pDBConn = new CDBConn(this);
int ret = pDBConn- >Init();
if (ret)
{
delete pDBConn;
return ret;
}
m_free_list.push_back(pDBConn);
}
// log_error("db pool: %s, size: %dn", m_pool_name.c_str(), (int)m_free_list.size());
return 0;
}
GetDBConn()函数:用于从空闲队列中返回可以使用的数据库连接句柄
/*
*TODO: 增加保护机制,把分配的连接加入另一个队列,这样获取连接时,如果没有空闲连接,
*TODO: 检查已经分配的连接多久没有返回,如果超过一定时间,则自动收回连接,放在用户忘了调用释放连接的接口
*/
CDBConn *CDBPool::GetDBConn()
{
m_free_notify.Lock();
while (m_free_list.empty())
{
// m_db_cur_conn_cnt是总共多少个连接,不是指空闲的
if (m_db_cur_conn_cnt >= m_db_max_conn_cnt)
{
m_free_notify.Wait();
}
else
{
CDBConn *pDBConn = new CDBConn(this);
int ret = pDBConn- >Init();
if (ret)
{
log_error("Init DBConnecton failednn");
delete pDBConn;
m_free_notify.Unlock();
return NULL;
}
else
{
m_free_list.push_back(pDBConn);
m_db_cur_conn_cnt++;
log("new db connection: %s, conn_cnt: %dn", m_pool_name.c_str(), m_db_cur_conn_cnt);
}
}
}
CDBConn *pConn = m_free_list.front(); // 获取连接
m_free_list.pop_front(); // STL 吐出连接,从空闲队列删除
m_free_notify.Unlock();
return pConn;
}
RelDBConn()函数:程序使用完该数据库句柄之后,将句柄放回到空闲队列中
void CDBPool::RelDBConn(CDBConn *pConn)
{
m_free_notify.Lock();
list< CDBConn * >::iterator it = m_free_list.begin();
for (; it != m_free_list.end(); it++)
{
if (*it == pConn)
{
break;
}
}
if (it == m_free_list.end())
测试
测试之前,将代码中的数据库地址、端口、账号密码等改为自己的(代码中有好几处)
进入MySQL,创建mysql_pool_test数据库
CREATE DATABASE mysql_pool_test;
进入到mysql_pool目录下,创建一个build目录并进入:
mkdir build
cd build
然后输入如下的命令进行编译
cmake ..
make
之后就会在目录下生成如下的可执行文件
输入如下两条命令进行测试:可以看到不使用数据库连接池,整个操作耗时4秒左右;使用连接池之后,整个操作耗时2秒左右,提升了一倍
# 不使用数据库连接池
./test_ThreadPool 4 4 0
# 使用数据库连接池
./test_ThreadPool 4 4 1
六、Redis连接池演示
源码下载
- 下载方式:https://github.com/dongyusheng/csdn-code/tree/master/db_pool(Github中下载)
下面介绍redis_pool
测试
进入到redis_pool目录下,创建一个build目录并进入:
mkdir build
cd build
然后输入如下的命令进行编译
cmake ..
make
之后就会在目录下生成如下的可执行文件
输入如下的命令进行测试:可以看到不使用数据库连接池,整个操作耗时182ms;使用连接池之后,整个操作耗时21ms,提升了很多
# 不使用数据库连接池
./test_ThreadPool 4 4 0
# 使用数据库连接池
./test_ThreadPool 4 4 1
进入redis,可以看到我们新建的key:
-
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