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?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)中不可或缺的一個組件，本篇講講連接池的原理，以及實現(xiàn)細節(jié)。
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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：
- 與下游建立一個連接；
- 通過這個連接，收發(fā)請求；
- 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)送請求、關(guān)閉連接，都非常清晰。
這個DBClientConnection就是一個與MongoDB的連接，官方Driver通過它提供了若干API，讓用戶可以對MongoDB進行連接，增刪查改，關(guān)閉的操作，從而實現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)邏輯。
為什么需要連接池？
當(dāng)并發(fā)量很低的時候，連接可以臨時建立，但當(dāng)服務(wù)吞吐量達到幾百、幾千的時候，建立連接connect和銷毀連接close就會成為瓶頸，此時該如何優(yōu)化呢？
- 當(dāng)服務(wù)啟動的時候，先建立好若干連接Array[DBClientConnection]；
- 當(dāng)請求到達的時候，再從Array中取出一個，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。
而這個對Array[DBClientConnection]進行維護的數(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)送請求、放回連接，也非常清晰。
連接池核心原理與實現(xiàn)是怎么樣的呢？
可以看到連接池ConnectionPool主要有三個核心接口：
- Init：初始化Array[DBClientConnection]，這個接口只在服務(wù)啟動時調(diào)用一次；
- GetConnection：請求每次需要訪問數(shù)據(jù)庫時，不connect一個新連接，而是通過連接池的這個接口來拿連接；
- FreeConnection：請求每次訪問完數(shù)據(jù)庫時，不是close一個連接，而是把這個連接放回連接池；
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？
- 需要實施連接可用性檢測，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到O(1)時間復(fù)雜度；
- 可以通過hash取連接，實現(xiàn)id串行化；
- 每條連接被取到的概率必須相同，以實現(xiàn)負載均衡；
- 如果有下游故障，失效連接必須剔除，以實現(xiàn)故障自動轉(zhuǎn)移；
- 如果有下游新增，需要動態(tài)擴充連接池，以實現(xiàn)服務(wù)自動發(fā)現(xiàn)；
思路比結(jié)論更重要，希望大家有收獲。?
網(wǎng)頁標(biāo)題：連接池居然這么簡單？
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