手写MyBatis数据库连接池

1、资源池(Pool)技术

资源池（Resource Pool）是一种设计模式，预先构建好N个资源，需要的时候直接从池子里面拿，用完再放回去。

预先构建好资源，节省了构建资源的时间，可以提升应用程序的响应速度。

资源使用完毕后放回池子里，让其他线程可以复用资源，避免了资源反复创建和销毁的开销。

基于这种设计模式，于是就有了：线程池，连接池，内存池，对象池等池技术。

线程的创建和销毁开销是很大的，如果每执行一个异步任务都开启一个线程，那么很可能线程开启和销毁的开销比任务执行本身的开销都大，这样就显得得不偿失。

和线程池类似，如果每次执行SQL都去开启一个MySQL连接，执行完SQL再关闭连接，那么很可能连接的时间比SQL执行本身的开销都大。

因此，在实际项目中，几乎都会使用数据库连接池，而不是每次操作DB都开启新连接。

在Spring Boot项目中，默认的DataSource为com.zaxxer.hikari.HikariDataSource，如果不进行任何配置，那么Spring Boot将采用HikariDataSource连接池。

我一般用阿里的DruidDataSource，性能比较高，而且功能丰富，支持SQL语句执行监控，可以快速定位到项目中的慢查询，然后针对慢查询SQL进行优化。

2、Mybatis获取连接的流程

Debug跟了一下MyBatis获取MySQL连接的流程，大致如下：

org.apache.ibatis.executor.BaseExecutor#getConnection()获取连接。
org.mybatis.spring.transaction.SpringManagedTransaction#getConnection()获取连接。
SpringManagedTransaction内部的DataSource就是yml里配置的DataSource。
org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceUtils#getConnection(DataSource dataSource)。
org.springframework.jdbc.datasource.DataSourceUtils#fetchConnection(DataSource dataSource)。
最终在DataSourceUtils类中通过fetchConnection()获取连接：dataSource.getConnection()。

3、手写连接池

为了便于更好的理解数据库连接池的思想，于是决定自己手写实现一下。

MyBatis获取连接，就是通过DataSourceUtils来获取的，内部就是调用了dataSource.getConnection()。

因此，我们只需要DataSource接口，重写getConnection()方法即可。

需要注意的是：仅实现DataSource接口是不够的，还需要重写Connection的close()逻辑，默认逻辑是关闭连接，但是连接池的close()逻辑应该是将连接归还到池子。

重写Connection的close()逻辑方式有很多种，可以创建一个Connection的包装类，但是需要重写的方法太多了，比较麻烦，于是我这里使用JDK的动态代理来实现。

3.1、实现DataSource

java 复制代码

public class MyDataSourcePool implements DataSource {
	//连接池容量
	private static final int POOL_SIZE = 10;
	//连接队列
	private final LinkedBlockingQueue<Connection> connectionQueue;

	public MyDataSourcePool() throws SQLException {
		//创建连接，备用
		connectionQueue = new LinkedBlockingQueue<>(POOL_SIZE);
		for (int i = 0; i < POOL_SIZE; i++) {
			Connection connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test", "root", "root");
			connectionQueue.add(new ConnectionProxy(connection, this).getProxy());
		}
	}

	@Override
	public Connection getConnection() throws SQLException {
		try {
			//10s拿不到连接，就超时
			return connectionQueue.poll(10, TimeUnit.SECONDS);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
			throw new RuntimeException(e);
		}
	}

	//释放连接到连接池
	public void release(Connection connection){
		this.connectionQueue.add(connection);
	}
}

3.2、动态代理Connection

java 复制代码

public class ConnectionProxy implements InvocationHandler {
	private Connection connection;
	private MyDataSourcePool myDataSourcePool;
	private Connection proxy;

	public ConnectionProxy(Connection connection,MyDataSourcePool myDataSourcePool) {
		this.connection = connection;
		this.myDataSourcePool = myDataSourcePool;
	}

	public Connection getProxy() {
		proxy = (Connection) Proxy.newProxyInstance(connection.getClass().getClassLoader(), connection.getClass().getInterfaces(), this);
		return proxy;
	}

	@Override
	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
		Object result = null;
		if ("close".equals(method.getName())) {
			//修改close()的逻辑
			myDataSourcePool.release(this.proxy);
		}else {
			//其他方法不动
			result = method.invoke(connection, args);
		}
		return result;
	}
}

3.3、配置连接池

yaml 复制代码

server:
  port: 8001
spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test
    username: root
    password: root
    type: com.xw.pool.MyDataSourcePool
    driver-class-name: com.mysql.cj.jdbc.Driver

每次要执行SQL前，都会通过DataSourceUtils.fetchConnection()获取连接，SQL执行完毕后，会调用DataSourceUtils.doCloseConnection()来关闭连接。

连接池所要做的，就是实现DataSource.getConnection()和Connection.close()逻辑。

4、性能测试

手写的数据库连接池功能相对简单，所以基本不会有额外的开销影响性能。

笔者和阿里的DruidDataSource进行了简单的性能比较。

连接池默认10个连接，JMeter开启50个线程进行压测30秒，结果如下：

DruidDataSource
自己手写的

性能差别不大，笔记本环境比较复杂，不是专门的服务器测试，小波动可以忽略不计。
DruidDataSource的峰值在10000，自己写的在11000左右，因为DruidDataSource还做了一些例如：防止SQL攻击，SQL耗时统计等其他工作，最终结果意料之中。