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C++实现的一个数据库连接池

Primary LanguageC++

CommonConnectionPool

C++实现的一个数据库连接池

连接池功能点介绍

连接池一般包含了数据库连接所用的ip地址、port端口号、用户名和密码以及其它的性能参数,例如初 始连接量,最大连接量,最大空闲时间、连接超时时间等,该项目是基于C++语言实现的连接池,主要

也是实现以上几个所有连接池都支持的通用基础功能。

-初始连接量(initSize):表示连接池事先会和MySQL Server创建initSize个数的connection连接,当

应用发起MySQL访问时,不用再创建和MySQL Server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。

-最大连接量(maxSize):当并发访问MySQL Server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maxSize,不能

无限制的创建连接,因为每一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太多的客户端请求了。当这些连

接使用完成后,再次归还到连接池当中来维护。

-最大空闲时间(maxIdleTime):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maxSize个,当这些连接用完再次归还到连接池当中。如果在指定的maxIdleTime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掉,只需要保持初始连

接量initSize个连接就可以了。

-连接超时时间(connectionTimeout):当MySQL的并发请求量过大,连接池中的连接数量已经到达

maxSize了,而此时没有空闲的连接可供使用,那么此时应用从连接池获取连接无法成功,它通过阻塞

的方式获取连接的时间如果超过connectionTimeout时间,那么获取连接失败,无法访问数据库。

该项目主要实现上述的连接池四大功能,其余连接池更多的扩展功能,可以自行实现。

功能实现设计

  • ConnectionPool.cpp和ConnectionPool.h:连接池代码实现

  • Connection.cpp和Connection.h:数据库操作代码、增删改查代码实现

连接池主要包含的功能点

1.连接池只需要一个实例,所以ConnectionPool以单例模式进行设计

2.从ConnectionPool中可以获取和MySQL的连接Connection

3.空闲连接Connection全部维护在一个线程安全的Connection队列中,使用线程互斥锁保证队列的线程安全

4.如果Connection队列为空,还需要再获取连接,此时需要动态创建连接,上限数量是maxSize

5.队列中空闲连接时间超过maxIdleTime的就要被释放掉,只保留初始的initSize个连接就可以了,这个功能点肯定需要放在独立的线程中去做

6.如果Connection队列为空,而此时连接的数量已达上限maxSize,那么等待connectionTimeout时间,如果还获取不到空闲的连接,那么获取连接失败,此处从Connection队列获取空闲连接,可以使用带超时时间的mutex互斥锁来实现连接超时时间

7.用户获取的连接用shared_ptr智能指针来管理,用lambda表达式定制连接释放的功能(不真正释放连接,而是把连接归还到连接池中)

8.连接的生产和连接的消费采用生产者-消费者线程模型来设计,使用了线程间的同步通信机制条件变量和互斥锁

压力测试

验证数据的插入操作所花费的时间,第一次测试使用普通的数据库访问操作,第二次测试使用带连接池的数据库访问操作,对比两次操作同样数据量所花费的时间,性能压力测试结果如下:

数据量 未使用连接池花费时间 使用连接池花费时间
1000 单线程:1891 ms 四线程:497 ms 单线程:1079 ms 四线程:408 ms
5000 单线程:10033 ms 四线程:2361 ms 单线程:5380 ms 四线程:2041 ms
10000 单线程:19403 ms 四线程:4589 ms 单线程:10522 ms 四线程:4034 ms