什么是连接池
在软件工程中，连接池是数据库连接的缓存，以便在将来需要数据库请求时可以重用这些连接
关键字提取：连接
什么是连接了？我们都知道，TCP是一种可靠的、一对一的、面向有连接的网络通信协议，UDP传输协议是一种不可靠的、面向无连接、可以实现多对一、一对多和一对一连接的通信协议，那么自然的，要实现连接的缓存，我们要选用TCP协议了。我们知道TCP协议的四要素是：
- 源ip-src_ip
- 源端口-src_port
- 目的ip-dst_ip
- 目的端口-dst_port
有了这个共识就好理解连接池了，其实就是类似于[src_ip:src_port, dst_ip:dst_port]这种结构的数据，不能光说不练，我们来看一个示例
Redis连接池
我们以常用的缓存数据库Redis作为示例来。
先启动redis-server
➜ ~ docker run -p 6379:6379 redis:5-alpine
客户端代码如下
func ExampleNewClient() {
_ = redis.NewClient(&redis.Options{
Addr: "192.168.43.116:6379",
Password: "", // no password set
DB: 0, // use default DB
PoolSize: 10, // 连接池大小
MinIdleConns: 5, // 最小空闲连接
})
}
func main() {
ExampleNewClient()
for i := 0; i < 10; i++ {
time.Sleep(time.Second * 10)
println("end")
}
}
抓包
image.png
从抓包情况可知，客户端为
fundeAir, 服务端为raspberrypi，客户一共向服务端发起次5次连接请求，端口分别是：54419、54421、54422、54418、54420
image.png
每一个端口都经历了完整的TCP3次握手过程来建立可靠的连接
image.png
这里需要解释一下，代码中我其实并没有发起对Redis的任何调用，只是进行了初始化客户端的操作，本来连接池是应该是10个，但是这里设置了最小空闲连接是5个，所以算起来，只建立了5个连接，就是因为我并没有使用对Redis进行任何操作。
我们来看一下里面比较关键的代码片断
func (p *ConnPool) addIdleConn() {
cn, err := p.newConn(true)
if err != nil {
return
}
p.connsMu.Lock()
p.conns = append(p.conns, cn)
p.idleConns = append(p.idleConns, cn)
p.connsMu.Unlock()
}
conns的定义为conns []*Conn，是一个slice, 建立新的连接也就是TCP三次握手的过程，互相之间并无影响，所以连接建立可以并发执行，但是append不是并发安全的，因而这里用到了锁机制。
为什么需要连接池
如果没有连接池，我的使用方式肯定是这样的
- 客户端建立连接
- 进行数据操作
- 关闭连接
这也就是说每一个需要使用Redis代码的地方，都需要进行三次握手建立连接
image.png
消耗的时间大约是：0.01s，这个时间看起来好像还能忍受，要知道，通常要求较高的接口的响应时间0.1s，在并发连接情况下，就需要频繁的建立连接，需要的时间就是n倍的0.1s。
如果将连接作为一种资源，客户端作为消费者来消费这些资源，资源池的作用就是确保需要消费的时候尽可能即时给予消费者，为什么是尽可能即时，且看连接池代码：
func (p *ConnPool) Get() (*Conn, error) {
if p.closed() {
return nil, ErrClosed
}
err := p.waitTurn()
if err != nil {
return nil, err
}
for {
// 我们连接池为slice, 这里取连接也需要用锁
p.connsMu.Lock()
cn := p.popIdle()
p.connsMu.Unlock()
// 若连接为空，则跳出建立新连接
if cn == nil {
break
}
// 若连接已过期， 则关闭该连接并重试
if p.isStaleConn(cn) {
_ = p.CloseConn(cn)
continue
}
atomic.AddUint32(&p.stats.Hits, 1)
return cn, nil
}
atomic.AddUint32(&p.stats.Misses, 1)
// 新建连接，并加入连接池
newcn, err := p._NewConn(true)
if err != nil {
p.freeTurn()
return nil, err
}
return newcn, nil
}
连接用完之后释放
func (c *baseClient) releaseConn(cn *pool.Conn, err error) {
if c.limiter != nil {
c.limiter.ReportResult(err)
}
// 若连接未过期则重新放入连接池，否则删除该连接
if internal.IsBadConn(err, false) {
c.connPool.Remove(cn, err)
} else {
c.connPool.Put(cn)
}
}
连接总有过期之时，资源也是有限的，先到行得，有人消费就有人等，连接池的作用就是尽可能减少等待时间，从而提高资源使用效率。连接池的流程还是清晰的，客户端初始化需要的连接，以备使用，连接过期或连接池为空还是需要新建连接。闲时这些资源池就是浪费，因为根本用不着，所以会有连接超时时间，忙时经常会不够用，因为需要的连接数会很大，所以根据不同的需求需要设定合理的连接池以及空闲连接，尽可能做到物尽其用。
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