谈谈连接池概念原理及使用方面的看法

分手后的思念是犯贱 2022-04-24 09:30 54阅读 0赞

# 1. 连接池介绍 #

关于“池“，我们可能遇到连接池、进程池等，池的原理都是相近的，连接池比如有数据库连接池、Redis连接池。我们以数据库连接池(Connection pool)为例，讲解一下连接池原理。

### **为什么要使用连接池？** ###

传统的数据库连接，没有使用连接池，客户端连接到数据库服务器，每连接一次就建立一个连接，如果在客户端访问量大的时候，数据库服务器建立的连接数持续增长，数据库的可用最大连接数是预先设置好的，比如一次访问上万、上千万的连接，那么数据库服务器的连接数被打满，每个连接都是一个线程，本身每个线程都要耗费服务器的CPU、内存资源，数据库服务器的CPU会处理这些连接线程切换，负载压力就会非常大，连接用完也没有得到及时的释放，那么数据库服务器就会被压垮。实际上，请求次数可以分为请求数、并发数，多数情况请求数远大于并发数，并不是每个访问请求都要建立一个新的连接，也并不是每个请求都要有效连接并使用连接进行数据库相关操作，有些连接可能空耗了资源没有得到充分有效的利用。创建连接是系统耗时操作、还要消耗CPU和内存的线程，如果能重用连接，有效的管理连接资源的使用、释放，保持一定的连接数，充分提高连接的利用率，降低服务器资源消耗，使系统压力减轻。这样的背景原因下，我们自然就有了连接池的概念。

### 如何解决 ###

如果有连接池就不同了，如并发100个请求，实际上并不是每个请求的所有时间都在执行SQL查询。这样100个请求，共享20个数据库MySQL连接就可以满足需求了。当一个请求操作完数据库后，开始进入模板渲染等流程，这时就会释放数据库连接给其他的请求使用。

数据库连接池是我们编写的一个程序组件，组件启动时可以预先建立一定数量的数据库的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。

### 适用场景 ###

连接池仅在出现高并发的应用中才有价值，连接池并没有提高sql的查询速度，连接池是用来保护数据库的，不是用来提升性能的。

当并发请求QPS达到数万或者数十万时，MySQL服务器就需要维持十万级的连接。这时数据库的压力就会非常大了。连接池技术就可以派上用场了，可以大大降低数据库连接数,减入服务器压力。

### 注意点 ###

可能有些人认为使用连接池可以提高性能，其实不然，连接池并不能直接的提高性能，在访问量不大，低并发情况下，不会对性能提升，在访问量大、高并发情况下，可以降低服务器资源消耗，间接的提升性能。

# 2. 连接池机制原理 #

数据的连接池为维持若干个长连接，当新请求到达的时候，如果连接池有空闲连接，就分配给连接池去处理，否则，后面的数据库连接请求将被加入到等待队列中。

### 数据库连接池的机制 ###

（1）  程序初始化时创建连接池；  
（2）  使用时向连接池申请可用连接；  
（3）  使用完毕，将连接返还给连接池；  
（4）  程序退出时，断开连接，并释放资源；

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### 数据库连接池设计 ###

1、创建连接：连接池启动后，初始化一定的空闲连接，指定为最少的连接min。当连接池为空，不够用时，创建新的连接放到池里，但不能超过指定的最大连接max数量。

2、连接释放：每次使用完连接，一定要调用释放方法，把连接放回池中，给其他程序或请求使用。

3、连接分配：连接池中用pop和push的方式对等入队和出队分配与回收。能实现阻塞分配，也就是在池空并且已创建数量大于max，阻塞一定时间等待其他请求的连接释放，超时则返回null。

4、连接管理：对连接池中的连接，定时检活和释放空闲连接等。

# 3.连接池实现 #

下面是一个连接池的代码。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> <pre><code>class pool{
    protected  $maxConnection=10; //最大连接
    protected  $minConnection=5; //最小连接
    protected  $currentConnection; //当前正在使用的连接
    protected  $channel; //存放连接的对象
    protected  $timeout=3; //等待连接的时间
    private static $instance;
    private function __construct ()   {
    }
    public static function  get_instance(){
        if(is_null (self::$instance)){
            self::$instance = new self();
        }
        return self::$instance;
    }

public function  init(){
         $this-&gt;channel=new \Swoole\Coroutine\Channel($this-&gt;maxConnection);
         for ($i=0;$i&lt;$this-&gt;minConnection;$i++){
             $connection=$this-&gt;createConnection();
             $this-&gt;channel-&gt;push($connection);
             $this-&gt;currentConnection++;
         }
    }

/**
     * 创建连接
     */
    public function  createConnection(){
        try{
            //$swoole_mysql = new PDO('mysql:host=127.0.0.1;dbname=test', 'root', 'Peter123!');
            $swoole_mysql = new PDO('mysql:host=127.0.0.1;dbname=test', 'root', 'root654321');
        }catch (\Exception $e){
            var_dump($e-&gt;getMessage());
        }
        return $swoole_mysql;

}

/**
     * 获取连接
     */
    public function  getConnection(){
        $obj=null;
        //1.如果连接不够要添加，判断是否超过最大的连接数，
        if($this-&gt;channel-&gt;isEmpty()){
              if($this-&gt;currentConnection&lt;$this-&gt;maxConnection){
                  $obj=$this-&gt;createConnection();
                  //$this-&gt;channel-&gt;push($obj);
                  $this-&gt;currentConnection++;
              }else{
                  var_dump("等待获取连接");
                  $obj=$this-&gt;channel-&gt;pop($this-&gt;timeout); //等待其它协程归还连接
              }
        }else{
            $obj=$this-&gt;channel-&gt;pop($this-&gt;timeout); //超时
        }
        //2.如果连接超过要等待
        return $obj;
    }

/**
     * 释放连接（重新回到连接池）
     */
    public function  freeConnection($obj){
        $this-&gt;channel-&gt;push($obj);

}

}</code></pre> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

持续完善、待续...

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