?服務(wù)連接池，數(shù)據(jù)庫連接池，緩存連接池，連接池是微服務(wù)分層架構(gòu)中不可或缺的一個(gè)組件，本篇講講連接池的原理，以及實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

 通常如何通過連接訪問下游？

工程架構(gòu)中有很多訪問下游的需求，下游包括但不限于服務(wù)/數(shù)據(jù)庫/緩存，其通訊步驟是為：

• 與下游建立一個(gè)連接；
• 通過這個(gè)連接，收發(fā)請(qǐng)求；
• 交互結(jié)束，關(guān)閉連接，釋放資源；

不管是服務(wù)/數(shù)據(jù)庫/緩存，官方會(huì)提供不同語言的Driver、Document、DemoCode來指導(dǎo)使用方建立連接與調(diào)用接口。

以MongoDB的C++官方DriverAPI為例：

DBClientConnection* c = new DBClientConnection();
c->connect(“127.0.0.1:8888”);
c->insert(“db.s”, BSON(”shenjian”));
c->close();

畫外音：建立連接、發(fā)送請(qǐng)求、關(guān)閉連接，都非常清晰。

這個(gè)DBClientConnection就是一個(gè)與MongoDB的連接，官方Driver通過它提供了若干API，讓用戶可以對(duì)MongoDB進(jìn)行連接，增刪查改，關(guān)閉的操作，從而實(shí)現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)邏輯。

為什么需要連接池？

當(dāng)并發(fā)量很低的時(shí)候，連接可以臨時(shí)建立，但當(dāng)服務(wù)吞吐量達(dá)到幾百、幾千的時(shí)候，建立連接connect和銷毀連接close就會(huì)成為瓶頸，此時(shí)該如何優(yōu)化呢？

• 當(dāng)服務(wù)啟動(dòng)的時(shí)候，先建立好若干連接Array[DBClientConnection]；
• 當(dāng)請(qǐng)求到達(dá)的時(shí)候，再從Array中取出一個(gè)，執(zhí)行下游操作，執(zhí)行完放回；

從而避免反復(fù)的建立和銷毀連接，以提升性能。

而這個(gè)對(duì)Array[DBClientConnection]進(jìn)行維護(hù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就是連接池。

有了連接池之后，數(shù)據(jù)庫操作的偽代碼變?yōu)椋?/p>

DBClientConnection* c = 
    ConnectionPool::GetConnection();
c->insert(“db.s”, BSON(”shenjian”));
ConnectionPool::FreeConnection(c);

畫外音：取出連接、發(fā)送請(qǐng)求、放回連接，也非常清晰。

連接池核心原理與實(shí)現(xiàn)是怎么樣的呢？

可以看到連接池ConnectionPool主要有三個(gè)核心接口：

• Init：初始化Array[DBClientConnection]，這個(gè)接口只在服務(wù)啟動(dòng)時(shí)調(diào)用一次；
• GetConnection：請(qǐng)求每次需要訪問數(shù)據(jù)庫時(shí)，不connect一個(gè)新連接，而是通過連接池的這個(gè)接口來拿連接；
• FreeConnection：請(qǐng)求每次訪問完數(shù)據(jù)庫時(shí)，不是close一個(gè)連接，而是把這個(gè)連接放回連接池；

連接池核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是怎樣的呢？

連接池至少包含兩個(gè)核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

• 連接數(shù)組Array DBClientConnection[N];
• 互斥鎖數(shù)組Array lock[N];

連接池核心接口，是如何通過核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操縱，實(shí)現(xiàn)連接池功能的呢？

Init(){
 for i = 1 to N {
  Array DBClientConnection [i] = new();
  Array DBClientConnection [i]->connect();
  Array lock[i] = 0;
 }
}

畫外音：把所有連接和互斥鎖初始化。

GetConnection()
 for i = 1 to N {
  if(Array lock[i] == 0){
   Array lock[i] = 1;
   return Array DBClientConnection[i];
   }
 }
}

畫外音：找一個(gè)可用的連接，鎖住，并返回連接。

FreeConnection(c)
 for i = 1 to N {
 if(Array DBClientConnection [i] == c){
   Array lock[i] = 0;
   }
  }
}

畫外音：找到連接，把鎖釋放。

會(huì)發(fā)現(xiàn)，連接池管理核心并沒有想象的復(fù)雜。

除了核心代碼，連接池還需要考慮哪些因素呢？

• 需要實(shí)施連接可用性檢測(cè)，如果有連接失效，需要重建連接；
• 通過freeArray，connectionMap等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以讓取出連接和放回連接都達(dá)到O(1)時(shí)間復(fù)雜度；
• 可以通過hash取連接，實(shí)現(xiàn)id串行化；
• 每條連接被取到的概率必須相同，以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡；
• 如果有下游故障，失效連接必須剔除，以實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)轉(zhuǎn)移；
• 如果有下游新增，需要?jiǎng)討B(tài)擴(kuò)充連接池，以實(shí)現(xiàn)服務(wù)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)；

思路比結(jié)論更重要，希望大家有收獲。?