DATABASE 九月 19, 2021

连接池如何固定住 MySQL 的连接数

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连接池

为什么要用连接池

相比于 SQL 执行的时间(不考虑慢 SQL),创建数据库连接的操作可谓相当昂贵,频繁的打开和关闭数据库连接,会导致系统性能非常低下。连接池可以缓存已经创建的连接,在需要连接时,从连接池中获取一个空闲连接,在使用过后将连接归还连接池。

关于连接池的大小应该如何设置,可以参考 关于数据库连接池,你可能做错了

使用连接池时期望的行为

  • 配置固定数目连接池后,数据库中连接数目能保持不变
  • 数据库重启后,连接池能帮助应用自动重新创建好连接

MySQL

wait_timeout

MySQL 的 wait_timeout 变量用来控制 MySQL 主动关闭空闲连接的时间,单位秒,默认 8 小时。

为了实验方便,将此值改为 35 秒,可通过启动参数或配置文件进行指定,或使用此 docker-compose.yml 文件启动 MySQL。

$ docker-compose up -d mysql

此时创建的数据库连接,在空闲超过 35 秒时会被 MySQL 主动关闭:

wait_timeout

在这种情况下,当前主流的 Java 连接池如何保证连接池数量固定

HikariCP

使用 HikariCP 的默认配置,如在 HikariCP Demo 中执行 ./gradlew bootRun,观察连接数变化情况:

HikariCP default configuration

可以看到,虽然 HikariCP 默认的配置minimumIdle = maximumPoolSize = 10,但在超过 wait_timeout 设置的时间后,数据库连接被关闭了,并且连接池没有再将 minimumIdle 数目的连接建立起来。

这时数据库如果发生了重启,连接池也同样不会主动建立连接。

在 MySQL Connector/J 中,有一个 autoReconnect 属性,可以加到 jdbc 连接串上,但这个属性并不会改变上述的情况,并且官方也并不建议启用这个属性。

结论1:HikariCP 在默认配置下,两个期望行为均不能保证。

HikariCP 提供了一个 keepaliveTime 参数,来主动尝试保持连接可用:

⏳keepaliveTime

This property controls how frequently HikariCP will attempt to keep a connection alive, in order to prevent it from being timed out by the database or network infrastructure. This value must be less than the maxLifetime value. A “keepalive” will only occur on an idle connection. When the time arrives for a “keepalive” against a given connection, that connection will be removed from the pool, “pinged”, and then returned to the pool. The ‘ping’ is one of either: invocation of the JDBC4 isValid() method, or execution of the connectionTestQuery. Typically, the duration out-of-the-pool should be measured in single digit milliseconds or even sub-millisecond, and therefore should have little or no noticible performance impact. The minimum allowed value is 30000ms (30 seconds), but a value in the range of minutes is most desirable. Default: 0 (disabled)

让我们加上这个参数:

$ diff src/main/resources/application.properties src/main/resources/application-keepalive.properties
4c4,6
< spring.datasource.driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
\ No newline at end of file
---
> spring.datasource.driverClassName=com.mysql.cj.jdbc.Driver
>
> spring.datasource.hikari.keepalive-time=30000
\ No newline at end of file

启动应用:

$ ./gradlew bootRun -Pprofile=keepalive

再观察一下效果:

HikariCP keepalive

MySQL 重启之后:

HikariCP after restart

结论2:HikariCP 在启用 keepaliveTime 配置后,两个期望行为均能完美保证。

注意:根据 HikariCP 文档描述,keepaliveTime 默认不启用,允许设置的最小值是 30 秒,但建议设置到分钟级别,另外还需综合考虑数据库超时、重启或网络问题导致的连接中断,也不宜设置到小时级别。

Druid

类似的,我们可以通过 Druid Demo 来观察 Druid 连接池的行为。

先以默认配置启动应用:

$ ./gradlew bootRun

在默认配置中,同样使用了固定尺寸(initial-size = max-active = min-idle = 10)的连接池:

Druid default configuration

重启 MySQL 同样不会主动创建连接。

结论1:Druid 在默认配置下,两个期望行为均不能保证。

在 Druid 的 DruidDataSource配置属性列表 中,我们同样找到了 keepAlive 属性,默认也是未开启的:

配置 缺省值 说明
keepAlive false(1.0.28) 连接池中的minIdle数量以内的连接,空闲时间超过minEvictableIdleTimeMillis,则会执行keepAlive操作。

然而按照文档中描述的与 keepAlive 属性相关的值进行设置:

spring.datasource.druid.min-idle=10
spring.datasource.druid.keep-alive=true
spring.datasource.druid.min-evictableIdle-time-millis=30000

依然无法保持数据库中固定的连接数。

在 Druid 的最新发布版 1.2.6 中,提到:

修复连接池在MySQL服务器主动连接断开时keepAlive机制失效的问题 #4227

不过按照上述配置依然无效。

经过反复测试,keepalive 机制的生效,除将 keepAlive 设置为 true 外,还需添加一个文档中并未描述的隐藏属性 keepAliveBetweenTimeMillis(最小值为 30000)。另外为了匹配 wait_timeout,将 timeBetweenEvictionRunsMillis 的值从默认一分钟调小:

spring.datasource.druid.keep-alive=true
spring.datasource.druid.keep-alive-between-time-millis=30000
spring.datasource.druid.time-between-eviction-runs-millis=15000

观察此配置下连接数情况:

$ ./gradlew bootRun -Pprofile=keepalive

Druid keepalive

相比 HikariCP,keepAlive 相关属性的定义略显混乱,理解和配置起来难度也更大。

虽然能维持住连接了,但对比 HikariCP 的直线,Druid 的连接数显得有些波动。当遇到 MySQL 重启时,波动更为明显:

Druid after restart

结论2:Druid 在启用 keepAlive 相关配置后,能够主动维持连接数,但在遇到 MySQL 重启等中断情况时,连接数的保持不是很稳定,需要根据实际环境的配置进行具体调整,才能达到理想的状态。

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