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
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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 CDB Conn {
public:
// ...
private :
CDBPool* m_pDBPool;// to get MySQL server information
MYSQL* m_mysql;// 对应一个连接
charm_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 failed\n");
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: %s\n", 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_tm_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
intm_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
CThreadNotifym_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: %d\n", 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 failed\n\n");
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: %d\n", 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：（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：
