C++手撕连接池-创新互联

用c++写一个数据库连接池

数据库连接池是为了提高数据库连接的性能，进行连接复用

对于复杂数据库进行大量引用的场景下就会出现访问瓶颈

常见的两种解决方法就是：为了减少磁盘 I/O的次数，在数据库和服务器的应用中间加一层 缓存数据库（例如：Redis、Memcache）;
或者就是增加连接池，来减少高并发情况下大量 TCP三次握手、MySQL Server连接认证、MySQL Server关闭连接回收资源和TCP四次挥手 所耗费的性能。

机制解读：

连接池呢就是为数据库连接建立一个缓冲池。
1：从连接池获取或创建可用连接
2：使用完毕之后，把连接返回给连接池
3：在系统关闭前，断开所有连接并释放连接占用的系统资源
4：能够处理无效连接，限制连接池中的连接总数不低于或者不超过某个限定值

池子里四个基本属性：

初始连接量（init_size）： 表示连接池事先会和MySQL服务器创建init_size个connection连接，当应用发起MySQL访问时，不用再创建和MySQL服务器新的连接，直接从连接池中获取一个可用的连接就可以，使用完成后，并不去释放connection，而是把当前connection再归还到连接池当中。

大连接（max_size）： 当并发访问MySQL服务器的请求增多时，初始连接量已经不够使用了，此时会根据新的请求数量去创建更多的连接给应用去使用，但是新创建的连接数量上限是max_size，不能无限制的创建连接。因为每个连接都会占用一个socket资源，一般连接池和服务器程序是部署在一台主机上的，如果连接池占用过多的socket资源，那么服务器就不能接收更多的客户端请求了。当这些连接使用完成后，再次归还到连接池当中来维护。

大空闲时间（max_idle_time）： 当访问MySQL的并发请求多了以后，连接池里面的连接数量会动态增加，上限是max_size个，当这些连接用完再次归还到连接池当中。如果在指定的max_idle_time里面，这些新增加的连接都没有被再次使用过，那么新增加的这些连接资源就要被回收，只需要保持初始连接量init_size个连接就可以了。

连接超时时间（connection_timeout）： 当MySQL的并发请求量过大，连接池中的连接数量已经到达max_size了，而此时没有空闲的连接可供使用，那么此时应用无法从连接池获取连接，它通过阻塞的方式等待获取连接的时间如果超过connection_timeout时间，那么连接失败，无法访问数据库。

技术点的分析：

通过预先创建一定数量的连接，放到一个池子。当客户端有请求时，服务器端需要与mysql进行交互，那么只需要从池子里取出一个连接，当操作完成再将连接放到连接池中。如此以来避免了频繁的创建和销毁线程。

1.池子只需要一个就够用了，一个池子里有很多连接了。所以对于线程池这个类而言使用单例模式最为合适。用c++11内部静态变量这种线程安全的方法做的

2.池子里面连接存在类似队列这种容器里面，直接用queue了，每次新的连接从队尾进去，队头的连接用完之后，如果空闲太久，占资源就需要把他销毁掉

3.进行数据库连接的话需要mysql相关的api，用c++的话，就把这些api封装一下，具体常用的api之前有写过一篇博客 C/C++链接mysql_

这封装成一个数据库连接类，里面就是伴随着数据库的初始化，查询，更新，事务的一系列操作。连接池里面队列放的就是这一个个数据库连接的类对象

4.需要访问数据库的线程从连接池里面取出连接，和给池子里添加新连接的线程构成了一个典型的生产者消费者，用条件变量加+互斥锁保证同步，cas原子操作 定义一个连接池内的连接数量，用来当做我们生产和消费线程工作都要参考的变量，变量必须保证其原子性

5.对于获取连接池中的连接来说，用户只需要关心使用，去连接池里直接获取连接并且使用即可，并不用关心连接的生成和销毁，并且，对于使用完的连接来说，为了达到复用的目的，我们并不希望把它释放掉，而是使用完之后将其放回到连接池中供其他消费者使用，这个我们就可以使用智能指针来完成用lambda表达式定制连接释放的功能，（把连接重新还给池子）；重新放进连接池呢就是重新push到队列池子里，不过要更新一下时间戳，记录每个连接的存活时间

6.连接池实现自动管理连接数(不够时创建连接，销毁空闲时间较长的连接)

需要通过两个子线程，因为主线程不能阻塞在这个地方，所以通过两个子线程取完成，设置线程分离

一个子线程用来不够时自动创建连接：

  线程池维护了两个数据，一个最小连接数，一个大连接数

一个子线程用来销毁空闲时间较长的连接：

  大概实现思路：从队头取出连接，并将该连接的空闲时长与设定的大空闲时长比较，如果大于等于就从队列中弹出并销毁

7.利用Jsoncpp库去解析json文件，配置环境

整个流程原理大概就这样

当时做了四组压力测试：

一个线程去连接数据库每次插一条数据，测试5000下

用连接池省了和数据库建立连接的损耗 

多线程的话，测了五个线程（好比五个用户）不断的去同时连接数据库，每次连接插入一条数据，一共插5000条

接上连接池，效率更高

测了5000条数据，能很明显的看到单线程多线程下使用连接池，访问速度有着明显的提高

总结：深入了解了池化的技术，可以和线程池配套，作为一个不错的项目

源码放在这了：Xw-oorik

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