摘要

今天我要講的是數(shù)據(jù)庫連接池。說實(shí)話，我表示鴨梨很大。因?yàn)橄啾绕渌鹿?jié)來說，連接池相對(duì)來說難理解一點(diǎn)。我要用最通俗的語句給大家講明白，講透徹卻也不是一件很容易的事。但是，連接池又是非常重要的知識(shí)點(diǎn)，特別是在部署多用戶程序時(shí)，顯得尤為重要。所以，我不但要講，而且要講的透徹。通過本文，你將理解連接池的基本原理已經(jīng)如何利用連接池來提高應(yīng)用程序的性能。

目錄 什么是連接池?連接池的工作原理說說連接池的幾個(gè)非常重要屬性連接池異常與處理方法監(jiān)視連接狀態(tài)的方法高效使用連接池的基本原則

1. 什么是連接池?

????? 在上篇文章《你必須知道的ADO.NET（四） 品味Connection對(duì)象》中，我已經(jīng)強(qiáng)調(diào)過，建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫連接是一件非常耗時(shí)（消耗時(shí)間）耗力（消耗資源）的事情。之所以會(huì)這樣，是因?yàn)檫B接到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器需要經(jīng)歷幾個(gè)漫長(zhǎng)的過程:建立物理通道（例如套接字或命名管道），與服務(wù)器進(jìn)行初次握手，分析連接字符串信息，由服務(wù)器對(duì)連接進(jìn)行身份驗(yàn)證，運(yùn)行檢查以便在當(dāng)前事務(wù)中登記等等。我們先不管為什么會(huì)有這樣的機(jī)制，存在總是有它的道理。既然新建一條連接如此痛苦，那么為什么不重復(fù)利用已有的連接呢？

????? 實(shí)際上，ADO.NET已經(jīng)為我們提供了名為連接池的優(yōu)化方法。連接池就是這樣一個(gè)容器：它存放了一定數(shù)量的與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的物理連接。因此，當(dāng)我們需要連接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的時(shí)候，只需去池（容器）中取出一條空閑的連接，而不是新建一條連接。這樣的話，我們就可以大大減少連接數(shù)據(jù)庫的開銷，從而提高了應(yīng)用程序的性能。

?PS:本來做了2張圖片來描述連接池的，無奈公司裝有監(jiān)控軟件，不能上傳，所以只能等下次有時(shí)間上傳了。

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2. 連接池的工作原理 2.1 創(chuàng)建連接池

????? 需要說明的是，連接池是具有類別區(qū)分的。也就是說，同一個(gè)時(shí)刻同一應(yīng)用程序域可以有多個(gè)不同類型的連接池。那么，連接池是如何標(biāo)識(shí)區(qū)分的？細(xì)致的講，是由進(jìn)程、應(yīng)用程序域、連接字符串以及windows標(biāo)識(shí)（在使用集成的安全性時(shí)）共同組成簽名來標(biāo)識(shí)區(qū)分的。但對(duì)于同一應(yīng)用程序域來說，一般只由連接字符串來標(biāo)識(shí)區(qū)分。當(dāng)打開一條連接時(shí)，如果該條連接的類型簽名與現(xiàn)有的連接池類型不匹配，則創(chuàng)建一個(gè)新的連接池。反之，則不創(chuàng)建新的連接池。

????? 一個(gè)典型的創(chuàng)建連接的實(shí)例：

//創(chuàng)建連接對(duì)象1
using?(SqlConnection?conn1?=

new?SqlConnection(??"DataSource=(local);Integrated?Security=SSPI;Initial?Catalog=Northwind"))????
{????????
????conn1.Open();???????
}


//創(chuàng)建連接對(duì)象2
using?(SqlConnection?conn2?=

new?SqlConnection(??"DataSource=(local);Integrated?Security=SSPI;Initial?Catalog=pubs"))???
{???????
????conn2.Open();??????
}


//創(chuàng)建連接對(duì)象3
using?(SqlConnection?conn3?=

new?SqlConnection(??"DataSource=(local);Integrated?Security=SSPI;Initial?Catalog=Northwind"))??
{????????
????conn3.Open();??????
}

上面實(shí)例中，我創(chuàng)建了三個(gè)SqlConnection對(duì)象，但是管理時(shí)只需要兩個(gè)連接池。細(xì)心的朋友，可能早已發(fā)現(xiàn)conn1與conn3的連接字符串相同，所以可以共享一個(gè)連接池，而conn2與conn1與conn3不同，所以需要?jiǎng)?chuàng)建新的連接池。

2.2 分配空閑連接

????? 當(dāng)用戶創(chuàng)建連接請(qǐng)求或者說調(diào)用Connection對(duì)象的Open時(shí)，連接池管理器首先需要根據(jù)連接請(qǐng)求的類型簽名找到匹配類型的連接池，然后盡力分配一條空閑連接。具體情況如下：

如果池中有空閑連接可用，返回該連接。如果池中連接都已用完，創(chuàng)建一個(gè)新連接添加到池中。如果池中連接已達(dá)到最大連接數(shù)，請(qǐng)求進(jìn)入等待隊(duì)列直到有空閑連接可用。 2.3 移除無效連接?

????? 無效連接，即不能正確連接到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的連接。對(duì)于連接池來說，存儲(chǔ)的與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的連接的數(shù)量是有限的。因此，對(duì)于無效連接，如果如不及時(shí)移除，將會(huì)浪費(fèi)連接池的空間。其實(shí)你不用擔(dān)心，連接池管理器已經(jīng)很好的為我們處理了這些問題。如果連接長(zhǎng)時(shí)間空閑，或檢測(cè)到與服務(wù)器的連接已斷開，連接池管理器會(huì)將該連接從池中移除。

2.4 回收使用完的連接

??????當(dāng)我們使用完一條連接時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)關(guān)閉或釋放連接，以便連接可以返回池中重復(fù)利用。我們可以通過Connection對(duì)象的Close或Dispose方法，也可以通過C#的using語句來關(guān)閉連接。

?

3. 說說幾個(gè)非常重要屬性

連接池的行為可以通過連接字符串來控制，主要包括四個(gè)重要的屬性：

Connection Timeout：連接請(qǐng)求等待超時(shí)時(shí)間。默認(rèn)為15秒，單位為秒。Max Pool Size:?連接池中最大連接數(shù)。默認(rèn)為100。Min Pool Size:?連接池中最小連接數(shù)。默認(rèn)為0。Pooling:?是否啟用連接池。ADO.NET默認(rèn)是啟用連接池的，因此，你需要手動(dòng)設(shè)置Pooling=false來禁用連接池。

還是看一個(gè)實(shí)例來理解連接池的屬性吧。代碼如下：

SqlConnectionStringBuilder?connStr?=?new?SqlConnectionStringBuilder();
????????????connStr.DataSource?=?@".SQLEXPRESS";
????????????connStr.InitialCatalog?=?"master";
????????????connStr.IntegratedSecurity?=?true;

????????????connStr.Pooling?=?true;?//開啟連接池
?????????connStr.MinPoolSize?=?0;?//設(shè)置最小連接數(shù)為0
????????????connStr.MaxPoolSize?=?50;?//設(shè)置最大連接數(shù)為50?????????????
????????????connStr.ConnectTimeout?=?10;?//設(shè)置超時(shí)時(shí)間為10秒

using(?SqlConnection?conn?=?new?SqlConnection(connStr.ConnectionString))
????????????{
????????????????;//todo
????????????}

?

4. 連接池異常與處理方法

??????當(dāng)用戶打開一個(gè)連接而沒有正確或者及時(shí)的關(guān)閉時(shí)，經(jīng)常會(huì)引發(fā)“連接泄露”問題。泄露的連接，會(huì)一直保持打開狀態(tài)，直到調(diào)用Dispose方法，垃圾回收器（GC）才關(guān)閉和釋放連接。與ADO不同，ADO.NET需要手動(dòng)的關(guān)閉使用完的連接。一個(gè)重要的誤區(qū)是：當(dāng)連接對(duì)象超出局部作用域范圍時(shí)，就會(huì)關(guān)閉連接。實(shí)際上，當(dāng)超出作用域時(shí)，釋放的只是連接對(duì)象而非連接資源。好吧，還是先看看一個(gè)實(shí)例吧。

using?System;
using?System.Collections.Generic;
using?System.Linq;
using?System.Text;
using?System.Data;
using?System.Data.SqlClient;

namespace?ConnectionPool
{
class?Program
????{
static?void?Main(string[]?args)
????????{
????????????SqlConnectionStringBuilder?connStr?=?new?SqlConnectionStringBuilder();
????????????connStr.DataSource?=?@".SQLEXPRESS";
????????????connStr.InitialCatalog?=?"master";
????????????connStr.IntegratedSecurity?=?true;

????????????connStr.MaxPoolSize?=?5;//設(shè)置最大連接池為5
????????????connStr.ConnectTimeout?=?1;//設(shè)置超時(shí)時(shí)間為1秒

??????????????SqlConnection?conn?=?null;
for?(int?i?=?1;?i?<=?100;?++i)
????????????{
????????????????conn?=?new?SqlConnection(connStr.ConnectionString);
try
????????????????{
????????????????????conn.Open();
????????????????????Console.WriteLine("Connection{0}?is?linked",i);
????????????????}
catch(Exception?ex)
????????????????{
????????????????????Console.WriteLine("n異常信息:n{0}",ex.Message);
break;
????????????????}
????????????}

????????????Console.Read();

????????}
????}
}

為了使結(jié)果更明顯，我特地將最大連接數(shù)設(shè)置為5，超時(shí)時(shí)間為1秒。運(yùn)行后，很快得到以下結(jié)果。

從上面的結(jié)果我們很明顯的知道，連接出現(xiàn)了異常。我們已經(jīng)知道連接池的最大連接數(shù)為5，當(dāng)創(chuàng)建第6條連接時(shí)，由于連接池中連接數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了最大數(shù)并且沒有空閑的連接，因此需要等待連接直到超時(shí)。當(dāng)超過超時(shí)時(shí)間時(shí)，就出現(xiàn)了上述的連接異常。因此，我必須再次強(qiáng)調(diào)，使用完的連接應(yīng)當(dāng)盡快的正確的關(guān)閉和釋放。

?

5. 監(jiān)視SQL Server連接狀態(tài)的方法 （1）通過活動(dòng)監(jiān)視器

第一步：打開MSSMS管理器，單擊“活動(dòng)監(jiān)視器”圖標(biāo)。

?

第二步：在打開活動(dòng)監(jiān)視器視圖中，單擊“進(jìn)程”選項(xiàng)卡。

第三步：運(yùn)行?#4 連接池異常與處理方法?中的例子，則可以看到打開的5條連接，如下圖所示。

?

（2）使用T-SQL語句

同樣，通過執(zhí)行系統(tǒng)存儲(chǔ)過程sp_who，我們也可以監(jiān)視連接狀態(tài)。

exec?sp_who

可得到以下結(jié)果：

?

?

6. 高效使用連接池的基本原則

????? 用好連接池將會(huì)大大提高應(yīng)用程序的性能。相反，如果使用不當(dāng)?shù)脑?，則百害而無一益。一般來說，應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：

在最晚的時(shí)刻申請(qǐng)連接，在最早的時(shí)候釋放連接。關(guān)閉連接時(shí)先關(guān)閉相關(guān)用戶定義的事務(wù)。確保并維持連接池中至少有一個(gè)打開的連接。盡力避免池碎片的產(chǎn)生。主要包括集成安全性產(chǎn)生的池碎片以及使用許多數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生的池碎片。

提示：池碎片是許多 Web 應(yīng)用程序中的一個(gè)常見問題，應(yīng)用程序可能會(huì)創(chuàng)建大量在進(jìn)程退出后才會(huì)釋放的池。 這樣，將打開大量的連接，占用許多內(nèi)存，從而導(dǎo)致性能降低。

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