什么是数据库连接池

数据库连接池(connection pool)是程序启动时建立多个数据库连接，并将这些连接组成一个连接池，统一进行管理，由程序动态地对池中的链接进行申请，使用，释放。

为什么使用连接池

1. 资源复用

数据库连接得到复用，避免了频繁的创建、释放连接带来的性能开销，减少内存碎片。

2. 更快的系统相应速度

数据库连接池初始化时，已经创建多个数据库连接置于池中备用。此时连接的初始化工作已经完成。对于业务请求而言，直接利用连接池中的可用连接，避免了数据库连接的创建和释放，从而缩减了系统整体响应时间。

3. 统一的连接管理，避免数据库连接泄露

数据库连接由连接池统一管理，最后由连接池统一对连接进行析构，防止有连接没有析构，导致资源泄露

4. 避免多个线程同时使用一个连接

数据库连接并不是线程安全的，连接池可以防止多个线程同时使用一个连接。

那可不可以一个线程绑定一个线程呢？

这样肯定是可以的，但是如果这样的话，代码的耦合性太高。使用连接池的方式，耦合性低，可修改性更好。

数据库连接的生命周期

1. TCP三次握手

2. Mysql认证三次握手

3. SQL执行

4. Mysql的关闭

5. TCP四次挥手

所以数据库连接一般使用的是长连接，如果每次执行SQL都要新建连接的话，连接和释放的代价太大。

数据库连接池使用的也是长连接。

数据库连接池运行机制

从连接池获取或创建可用连接；

使用完毕后，把连接返回给连接池；

在系统关闭前，断开所有连接并释放连接占用的系统资源；

连接池和线程池的关系

连接池和线程池的区别

• 线程池：主动调用任务，当任务队列不为空的时候从队列取任务执行。
• 连接池：被动被任务使用。当某个任务需要操作数据库时，从连接池中取出一个连接对象，当任务使用完该连接对象后，将该连接对象返还给连接池。

连接池可以和线程池一起使用，一般连接池连接数量和线程池线程数量一致。

连接池设计

连接池CDBPool设计

构造函数

初始化

获取连接

归还连接

线程池析构

析构连接池的时候，需要注意析构的顺序：

1. 先销毁线程池，确保所有任务都已经执行完退出，已经归还了数据库连接；
2. 再去销毁连接池

数据库重连机制

Mysql和redis

Mysql重连机制

设置启用自动重连

my_bool reconnect = true;

mysql_options(m_mysql, MYSQL_OPT_RECONNECT, &reconnect); // 配合mysql_ping实现自动重连

检测连接是否正常

int STDCALL mysql_ping(MYSQL *mysql);

描述：

检查与服务端的连接是否正常。连接断开时，如果自动重新连接功能未被禁用，则尝试重新连接服务

器。该函数可被客户端用来检测闲置许久以后，与服务端的连接是否关闭，如有需要，则重新连接。

返回值：

连接正常，返回0；如有错误发生，则返回非0值。返回非0值并不意味着服务器本身关闭掉，也有可能

是网络原因导致网络不通。

Redis重连机制

1. 使用之前检测连接是否可用

2. 使用过程中出现连接异常则释放异常

3. 下一次使用该连接的时候如果发现连接不可用则重新初始化

连接池连接数量设置

连接数设置成多少比较合适？

一般经验公式，如果CPU核数是N

1. 对于计算密集型，连接数和线程数设置成N + 1;
2. 对于io密集型，设置成 2 * N + 2。
3. 对于计算+io密集型，可以算一下计算时间占总的任务时间的比例，最后算出单个CPU的饱和线程数量，同个这个来设置线程数和连接数。

执行同一个任务：

1. 计算时间，不调用设计io的函数
2. 计算时间+io时间 = 总的任务时间。

单个CPU的饱和线程数 = 1 / (计算时间 / 总的任务时间)

最终线程数 = 单个CPU的饱和线程数 * CPU核数

上面的这些，仅仅是经验公式，最终还是要根据具体业务结合在一起，经过大量测试，设置适合的参数。

在这之前，我们使用的都是JDBCUtil工具类来获取数据库的连接，但是实际上是每次执行方法都新建一条连接（一般的方法流程是建立连接，执行sql，释放连接）。频繁的创建连接，和断开连接不仅麻烦，而且需要消耗的资源也很大。

我们可以使用连接池，来避免每个方法执行时都新建一条连接。连接池中有着多条已经建立好并且不会断开的连接，当方法或者说客户需要数据库连接时，就从连接池中获取一条连接，然后使用，使用完成后调用close方法。这里的close方法的作用不是关闭连接，而是将连接放回连接池，让其他客户使用。

连接池的原理是：

1. 事先创建一个类似于JDBCUtil一样的工具类，这个工具类里面存放着连接池的信息。这些信息包括一个连接池的实例DataSource，连接池的大小，也就是最多可以存放多少条连接，以及连接数据库的各项信息。最后有一个方法，让外界可以调用这个方法从而获取连接池里面的连接。
2. 当客户需要数据库连接时，先向连接池进行请求
   （1）连接池中有空闲连接，则分配给客户使用，并将该连接置为“正在使用”状态
   （2）连接池中没有空闲连接，则查看连接池的连接数是否超过最大值
   ————（a）如果没超过，则创建一条新的连接，并返回给客户使用，并将该连接置为“正在使用”状态
   ————（b）如果已经超过，则客户进入等待状态，超出等待时间则返回异常信息
   （3）客户使用连接完毕后，调用close方法，将连接从“正在使用状态”置为“空闲状态”，从而让其他客户使用

使用连接池还有一个好处，如果在使用过程中，mysql数据库突然离线，那么以前的JDBCUtil数据库只会进行一次连接，连接断开也不会重新连接。而客户获取连接池中的连接时，如果连接断开，就会选择另外一条连接，并且尝试重新建立数据库的连接。

首先写一个测试类，来看一下连接池的运行过程

package com.demo.spring.test;
import org.apache.commons.dbcp2.BasicDataSource;

import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
public class DBCPTest {
    public static void main(String[] args) throws SQLException {
        // 创建连接池
        BasicDataSource bds = new BasicDataSource();
        // 配置连接池大小，这里数字为5说明连接池中最多有5条连接
        bds.setInitialSize(5);
        //配置连接信息
        bds.setUrl("jdbc:mysql://master:3306/show1");
        bds.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
        bds.setUsername("root");
        bds.setPassword("123456");

        //获取连接
        Connection connection = bds.getConnection();
        PreparedStatement statement = connection.prepareStatement("select * from userInfo");
        ResultSet resultSet = statement.executeQuery();
        while (resultSet.next()){
            System.out.println(resultSet.getString("username"));
        }
        // 关闭连接 等于重新放回连接池
        connection.close();
    }

}

结果是正确的，成功获取了userInfo表里面的数据

写一个连接池的工具类，并且用这个工具类来修改Dao层的代码

package com.demo.spring.util;
import org.apache.commons.dbcp2.BasicDataSource;

import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;
public class DBCPUtil {
    private static BasicDataSource bds;
    static {
        System.out.println("创建连接池");
        bds = new BasicDataSource();
        // 配置连接池大小
        bds.setInitialSize(5);
        //配置连接信息
        bds.setUrl("jdbc:mysql://master:3306/show1");
        bds.setDriverClassName("com.mysql.jdbc.Driver");
        bds.setUsername("root");
        bds.setPassword("123456");
    }

    public static Connection getConn(){
        System.out.println("获取连接");
        try {
            return bds.getConnection();
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
}

package com.demo.spring.mvc.dao;

import com.demo.spring.mvc.bean.User;
import com.demo.spring.util.DBCPUtil;
import com.demo.spring.util.JDBCUtil;

import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;

public class UserDao {
    public User loginDao(String username){
        User user = null;
        try{
            Connection conn = DBCPUtil.getConn();
            String sql = "select * from userInfo where username=?";
            PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
            ps.setString(1,username);
            ResultSet rs = ps.executeQuery();
            if(rs.next()){
                user=new User();
                user.setId("id");
                user.setUsername(rs.getString("username"));
                user.setPassword(rs.getString("password"));
            }
            rs.close();
            ps.close();
            conn.close();

        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        return user;
    }
}

其余部分的代码与之前的博客里面写的一样，这里只需要用连接池改造Dao层的代码即可，
博客地址是SpringBoot笔记 —— 使用MVC和三层架构模拟网站用户登录检查

可以成功进行登录信息检查

之后每一次在浏览器的地址栏修改username和password，都会导致重新获取一次连接池中的连接