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隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫的重要性越來越受到人們的關(guān)注。在實際應(yīng)用中，數(shù)據(jù)庫的性能直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和用戶體驗。而數(shù)據(jù)庫連接池則是提高數(shù)據(jù)庫性能的重要方式之一。本文將介紹如何使用。
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一、什么是數(shù)據(jù)庫連接池
數(shù)據(jù)庫連接池是一種數(shù)據(jù)庫連接緩存機制，通過提前創(chuàng)建多個連接，在需要時從池中取出連接，使用完畢后再將連接放回池中，避免了頻繁創(chuàng)建連接和銷毀連接的開銷。這樣可以大大提高數(shù)據(jù)庫操作效率。
二、C語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫連接池
本文介紹一種基于C語言實現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫連接池方案，使用的是MySQL數(shù)據(jù)庫。
1.連接池結(jié)構(gòu)
首先定義一個連接池的結(jié)構(gòu)體，用于存儲連接池相關(guān)的信息。
“`
typedef struct conn_pool {
char *host; //數(shù)據(jù)庫地址
char *user; //數(shù)據(jù)庫用戶名
char *password; //數(shù)據(jù)庫密碼
char *database; //數(shù)據(jù)庫名
int port; //數(shù)據(jù)庫端口
int pool_size; //連接池大小
MYSQL **conn_list; //連接數(shù)組
pthread_mutex_t lock; //連接池鎖
} conn_pool_t;
“`
其中，MYSQL是MySQL數(shù)據(jù)庫提供的一種封裝結(jié)構(gòu)體，可以通過API調(diào)用進行數(shù)據(jù)庫操作。lock是一個互斥鎖，用于保證線程安全。
2.連接池初始化
連接池的初始化分為兩步：創(chuàng)建連接數(shù)組和初始化互斥鎖。
“`
int conn_pool_init(conn_pool_t *pool) {
int i;
pool->conn_list = calloc(pool->pool_size, sizeof(MYSQL *));
if (pool->conn_list == NULL) {
perror(“calloc error”);
return -1;
}
pthread_mutex_init(&pool->lock, NULL);
for (i = 0; i pool_size; i++) {
MYSQL *conn = malloc(sizeof(MYSQL));
mysql_init(conn);
if (mysql_real_connect(conn, pool->host, pool->user, pool->password, pool->database, pool->port, NULL, 0) == NULL) {
perror(“mysql_real_connect error”);
return -1;
}
pool->conn_list[i] = conn;
}
return 0;
}
“`
連接數(shù)組長度為連接池大小，使用calloc動態(tài)分配內(nèi)存。然后初始化互斥鎖。接著通過循環(huán)創(chuàng)建連接，并調(diào)用mysql_real_connect函數(shù)連接MySQL數(shù)據(jù)庫。
3.獲取連接
獲取連接也分為兩步：加鎖和從連接數(shù)組中獲取連接。
“`
MYSQL *get_conn_from_pool(conn_pool_t *pool) {
MYSQL *conn = NULL;
int i;
pthread_mutex_lock(&pool->lock);
for (i = 0; i pool_size; i++) {
if (pool->conn_list[i] != NULL) {
conn = pool->conn_list[i];
pool->conn_list[i] = NULL;
break;
}
}
pthread_mutex_unlock(&pool->lock);
return conn;
}
“`
首先使用pthread_mutex_lock函數(shù)加鎖。然后循環(huán)查找連接數(shù)組中可用的連接。如果找到，則將連接從數(shù)組中刪除，并返回。如果找不到，則返回NULL。最后使用pthread_mutex_unlock函數(shù)釋放鎖。
4.釋放連接
釋放連接也分為兩步：加鎖和將連接放回連接數(shù)組中。
“`
void release_conn_to_pool(conn_pool_t *pool, MYSQL *conn) {
int i;
pthread_mutex_lock(&pool->lock);
for (i = 0; i pool_size; i++) {
if (pool->conn_list[i] == NULL) {
pool->conn_list[i] = conn;
break;
}
}
pthread_mutex_unlock(&pool->lock);
}
“`
同樣使用pthread_mutex_lock函數(shù)加鎖。然后循環(huán)查找連接數(shù)組中可用的位置，將連接放回數(shù)組中。最后使用pthread_mutex_unlock函數(shù)釋放鎖。
三、使用數(shù)據(jù)庫連接池
使用連接池可以大大提高數(shù)據(jù)庫操作效率。下面是使用連接池的代碼示例。
“`
void *query(void *arg) {
conn_pool_t *pool = (conn_pool_t *)arg;
MYSQL *conn = get_conn_from_pool(pool);
if (conn != NULL) {
mysql_query(conn, “select * from user”);
//TODO: 具體操作
release_conn_to_pool(pool, conn);
}
return NULL;
}
int mn() {
conn_pool_t pool;
pool.host = “l(fā)ocalhost”;
pool.user = “root”;
pool.password = “root123”;
pool.database = “test”;
pool.port = 3306;
pool.pool_size = 10;
if (conn_pool_init(&pool) != 0) {
printf(“init connection pool fled\n”);
return -1;
}
pthread_t tid[100];
int i;
for (i = 0; i
pthread_create(&tid[i], NULL, query, &pool);
}
for (i = 0; i
pthread_join(tid[i], NULL);
}
return 0;
}
“`
在主函數(shù)中初始化連接池。然后創(chuàng)建多個線程，在每個線程中調(diào)用get_conn_from_pool函數(shù)獲取連接。如果獲取成功，則可以進行具體的數(shù)據(jù)庫操作。操作完畢后，使用release_conn_to_pool函數(shù)釋放連接。
四、
本文介紹了使用C語言實現(xiàn)MySQL數(shù)據(jù)庫連接池的方法。連接池可以大大提高數(shù)據(jù)庫操作效率，特別是在高并發(fā)場景下更為明顯。在使用連接池時，需要注意線程安全和連接的釋放。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- 用DriverManager和DataSource獲得Connection的區(qū)別在哪
- node.js如何配置mongodb連接池？
用DriverManager和DataSource獲得Connection的區(qū)別在哪
在JDBC2.0或JDBC3.0中，所有的數(shù)據(jù)庫
驅(qū)動程序
提供商必須提供一個實現(xiàn)了DataSource接口的類，要使用數(shù)據(jù)源必須首先在JNDI中注冊該數(shù)據(jù)源對象。
如果在JNDI中注冊了數(shù)據(jù)源對象，將會比起使用DriverManager來具有兩個方面的優(yōu)勢：
首先，程序不需要像使用DriverManager一樣對加載的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序信息進行硬編碼，程序員可以選擇先在JNDI中注冊這個數(shù)據(jù)源對象，然后在 程序中使用一個邏輯名稱來引用它，JNDI會自動根據(jù)你給出的名稱找到與這個名稱綁定的DataSource對象。然后就可以使用這個 DataSource對象來建立和具體數(shù)據(jù)庫的連接了。
其次，使用實現(xiàn)了DataSource接口的類所具有的第二個優(yōu)勢體現(xiàn)在連接池和
分布式事務(wù)
上。連接池通過對連接的復(fù)用而不是新建一個物理連接來顯著地提高程序的效率。從而適用于任務(wù)繁忙、負擔繁重的企業(yè)級分布式事務(wù)。
數(shù)據(jù)庫連接池
的基本原理
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫連接方式（指通過DriverManager和基本實現(xiàn)DataSource進行連接）中，一個數(shù)據(jù)庫連接對象均對應(yīng)一個物理數(shù)據(jù)庫連接，數(shù) 據(jù)庫連接的建立以及關(guān)閉對系統(tǒng)而言是耗費系統(tǒng)資源的操作，在多層結(jié)構(gòu)的
應(yīng)用程序
環(huán)境中這種耗費資源的動作對系統(tǒng)的性能影響尤為明顯。
在多層結(jié)構(gòu)的應(yīng)用程序中通過連接池（connection pooling）技術(shù)可以使系統(tǒng)的性能明顯得到提到，連接池意味著當應(yīng)用程序需要調(diào)用一個數(shù)據(jù)庫連接的時，數(shù)據(jù)庫相關(guān)的接口通過返回一個通過重用數(shù)據(jù)庫連 接來代替重新創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫連接。通過這種方式，應(yīng)用程序可以減少對數(shù)據(jù)庫連接操作，尤其在多層環(huán)境中多個客戶端可以通過共享少量的物理數(shù)據(jù)庫連接來滿足 系統(tǒng)需求。通過連接池技術(shù)Java應(yīng)用程序不僅可以提高系統(tǒng)性能同時也為系統(tǒng)提高了可測量性。
數(shù)據(jù)庫連接池是運行在后臺的而且應(yīng)用程序的編碼沒有任何的影響。此中狀況存在的前提是應(yīng)用程序必須通過DataSource對象（一個實現(xiàn) javax.sql.DataSource接口的實例）的方式代替原有通過DriverManager類來獲得數(shù)據(jù)庫連接的方式。一個實現(xiàn) javax.sql.DataSource接口的類可以支持也可以不支持數(shù)據(jù)庫連接池，但是兩者獲得數(shù)據(jù)庫連接的代碼基本是相同的。
一個DataSource對象通常注冊在JNDI命名服務(wù)上，應(yīng)用程序可以通過標準的方式獲得到注冊在JNDI服務(wù)上的DataSource對象。 代碼如下：
Context ctx = new InitialContext();
DataSource ds = (DataSource) ctx.lookup(“jdbc/openbase”);
如果當前DataSource不支持數(shù)據(jù)庫連接池，應(yīng)用程序?qū)@得一個和物理數(shù)據(jù)庫連接對應(yīng)的Connection對象。而如果當前的 DataSource對象支持數(shù)據(jù)庫連接池，應(yīng)用程序自動獲得重用的數(shù)據(jù)庫連接而不用創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)庫連接。重用的數(shù)據(jù)庫連接和新建立連接的數(shù)據(jù)庫連接使用 上沒有任何不同。應(yīng)用程序可以通過重用的連接正常的訪問數(shù)據(jù)庫，進行訪問數(shù)據(jù)的操作，完成操作后應(yīng)顯式的調(diào)用close()關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接。
Connection con = ds.getConnection(“User”, “Pwd”);
相關(guān)數(shù)據(jù)庫的操作；
con.close();
當關(guān)閉數(shù)據(jù)連接后，當前使用的數(shù)據(jù)庫連接將不會被物理關(guān)閉，而是放回到數(shù)據(jù)庫連接池中進行重用。
JDBC3.0規(guī)范中數(shù)據(jù)庫連接池框架
JDBC3.0規(guī)范中通過提供了一個支持數(shù)據(jù)庫連接池的框架，這個框架僅僅規(guī)定了如何支持連接池的實現(xiàn)，而連接池的具體實現(xiàn)JDBC 3.0規(guī)范并沒有做相關(guān)的規(guī)定。通過這個框架可以讓不同角色的開發(fā)人員共同實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫連接池。
通過JDBC3.0規(guī)范可以知道具體數(shù)據(jù)庫連接池的實現(xiàn)可以分為JDBC Driver級和Application Server級。在JDBC Driver級的實現(xiàn)中任何相關(guān)的工作均由特定數(shù)據(jù)庫廠商的JDBC Drvier的開發(fā)人員來具體實現(xiàn)，即JDBC Driver既需要提供對數(shù)據(jù)庫連接池的支持同時也必須對數(shù)據(jù)庫連接池進行具體實現(xiàn)。而在Application Server級中數(shù)據(jù)庫連接池的實現(xiàn)中特定數(shù)據(jù)庫廠商的JDBC Driver開發(fā)人員和Application Server開發(fā)人員來共同實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫連接池的實現(xiàn)（但是現(xiàn)在大多數(shù)Application Server廠商實現(xiàn)的連接池的機制和規(guī)范中提到有差異），其中特定數(shù)據(jù)庫廠商的JDBC Driver提供數(shù)據(jù)庫連接池的支持而特定的Application Server廠商提供數(shù)據(jù)庫連接池的具體實現(xiàn)。
JDBC3.0規(guī)范規(guī)定了如下的類和接口來支持數(shù)據(jù)庫連接池的實現(xiàn)。
javax.sql.ConnectionEvent
javax.sql.ConnectionPoolDataSource
javax.sql.PooledConnection
javax.sql.ConnectionEventListener
其中除javax.sql.ConnectionEvent是類，其它的均為接口。
C:/1.jpg
screen.width-333)this.width=screen.width-333;” src=”/Develop/ArticleImages/19/19446/CSDN_Dev_Image_1.jpg”>
JDBC3.0連接池框架的關(guān)系圖
通過此圖可以大概的了解相關(guān)接口在一個典型的三層環(huán)境中應(yīng)用程序的位置。
數(shù)據(jù)庫連接池實現(xiàn)層次中，由特定數(shù)據(jù)庫廠商的JDBC Driver開發(fā)人員提供連接池支持，而特定Application Server提供連接池實現(xiàn)的情況比較復(fù)雜，其它的實現(xiàn)層次均可視為其簡化情況的一種。下面將針對這種情況進行說明。
在這個框架主要有兩個用戶角色存在，它們分別是：
特定數(shù)據(jù)庫廠商的JDBC Driver開發(fā)人員，之后將簡稱為Driver Vendor
特定Application Server中連接池開發(fā)人員，之后將簡稱為Pooling Vendor
C:/2.bmp
screen.width-333)this.width=screen.width-333;” src=”/Develop/ArticleImages/19/19446/CSDN_Dev_Image_3.gif”>
JDBC3.0規(guī)范中在上述情況下各個接口和類之間的
UML圖
下面對幾個關(guān)鍵模塊進行詳細的說明：
Driver Vendor DataSource:
Driver Vendor必須提供一個ConnectionPoolDataSource 接口的具體實現(xiàn)，通過這個接口Pooling Vendor可以得到一個PooledConnection對象，從而使第三方實現(xiàn)的連接池可以使用特定數(shù)據(jù)庫廠商得到JDBC Driver產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫連接。在這里ConnectionPoolDataSource接口扮演的角色可以視為產(chǎn)生PooledConnection 對象的工廠。
Driver Vendor PooledConnection:
Driver Vendor必須提供標準PooledConnection 接口實現(xiàn)的類，這個接口允許Pooling Vendor在JDBC Driver提供連接池支持的基礎(chǔ)上實現(xiàn)連接池。一個具體PooledConnection對象代表了一個物理的數(shù)據(jù)庫連接；由 PooledConnection對象創(chuàng)建Connection對象僅僅只是一個指向PooledConnetion對象的句柄。在JDBC 3.0連接池實現(xiàn)框架中PooledConnection對象扮演的角色可以視為產(chǎn)生Connection對象的工廠。
Pooling Vendor DataSource:
Pooling Vendor必須實現(xiàn)DataSource接口，這個接口是和連接池實現(xiàn)模塊進行交互的入口點。ConnectionPoolDataSource根據(jù)需要創(chuàng)建PooledConnection對象。
Pooling Vendor Connection Cache:
此模塊是Pooling Vendor對連接池的具體實現(xiàn)。JDBC 3.0 規(guī)范沒有規(guī)定在DataSource對象和數(shù)據(jù)庫連接池實現(xiàn)之間的需要實現(xiàn)的接口，所以它們之間的交互由Pooling Vendor自己定義。一般而言，一個數(shù)據(jù)庫連接池的具體實現(xiàn)包含了一個或若干個具體的類，但是在連接池實現(xiàn)模塊中必須包含一個類實現(xiàn)標準 ConnectionEventListener接口。當一個PooledConnectiond對象被關(guān)閉或者出現(xiàn)異常的時 候，PooledConnection對象將會向ConnectionEventListener接口發(fā)送ConnectionEvent對象，連接池實 現(xiàn)模塊將會根據(jù)返回的ConnectionEvent對象對PooledConnection進行關(guān)閉或者重用操作。
ConnectionEvent:
實現(xiàn)連接池時，當應(yīng)用程序調(diào)用Connection.close()試圖去關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接時，這時需要有一個通告給連接池實現(xiàn)模塊，通告對當前的數(shù)據(jù) 庫物理連接（PooledConnection 對象）進行重用。為了使連接池實現(xiàn)模塊能得到這種”通告”，連接池實現(xiàn)模塊必須實現(xiàn)ConnectionEventListener接口，而且同時需要注 冊成為PooledConnection對象的監(jiān)聽者。連接池實現(xiàn)模塊通過 PooledConnection.addConnectionEventListener()方法注冊自己成為一個監(jiān)聽者。
在典型三層環(huán)境中具體調(diào)用流程：
當應(yīng)用程序通過調(diào)用DataSource.getConnection()得到一個數(shù)據(jù)庫連接。
Pooling Vendor實現(xiàn)的DataSource對象在連接池中進行查找看當前是否有有效的PooledConnection對象，如果連接池中有可用的PooledConnection，則進行檢查，如果當前的PooledConnection可用則使用。
如果如果連接池中沒有可用的PooledConnection對象，或者當前的PooledConnection對象不正確，那么Pooling Vendor調(diào)用ConnectionPoolDataSource.getPooledConnection類創(chuàng)建一個新的 PooledConnection對象，這時由Driver Vendor實現(xiàn)的ConnectionPoolDataSource將會創(chuàng)建一個滿足要求新的PooledConnection對象，并將其返回給連接 池實現(xiàn)模塊進行管理。
然后，Pooling Vendor會調(diào)用PooledConnection.getConnection()獲得一個邏輯的Connection對象，這個邏輯的 Connection對象將會象正常的Connection對象返回給應(yīng)用程序。這個邏輯Connection對象實際上是連接池中 PooledConnection對象的一個句柄，當連接池有效時，應(yīng)用程序調(diào)用DataSource.getConnection()就會得到這個句 柄。簡而言之，應(yīng)用程序此時使用的Connection對象僅僅是其創(chuàng)建者PooledConnection對象的句柄而已。
連接池實現(xiàn)模塊調(diào)用PooledConnection.addConnectionEventListener()將自己注冊成為一個PooledConnection對象的監(jiān)聽者，當數(shù)據(jù)庫連接需要重用或者關(guān)閉的時候連接池實現(xiàn)模塊可以得到通告。
當應(yīng)用程序通過調(diào)用Connection.close()來關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接，這時一個ConnectionEvent對象被創(chuàng)建并被返回到連接池實現(xiàn) 模塊，連接池實現(xiàn)模塊接受到此通告后，將PooledConnection對象返回到池中進行重用。這些過程中其它角色都不能訪問 PooledConnection.close（）方法，能訪問這個方法的只有Pooling Vendor，它們使用這個方法對連接池中的對象進行操作，通過PooledConnection.close()方法可以關(guān)閉物理數(shù)據(jù)庫連接。
node.js如何配置mongodb連接池？
使用node-mongodb-native驅(qū)動，在配置選項中就可以設(shè)置連接池選項
var publicdbtoptions = {db: {},
server: { poolSize: 5 , auto_reconnect:true} ,
replSet: {},
mongos: {}
} ;
// Initialize connection once
MongoClient.connect(dbUrl,publicdbtoptions ,function(err, database) {
if(err) throw err;
dbs.publicdb = database ;
console.info(dbUrl + ” open OK publicdb”);
//
});
使用node-mongodb-native，這是官方為nodejs提供的驅(qū)
動。這個庫本本身就實現(xiàn)了pool管理，所以不用另外考慮連接池。使用上可以通過配置鏈接url或server的屬性設(shè)置連接池大小。可以在程序初始化時
創(chuàng)建一個全局的訪問client，也可以自己再封裝一次。所有通過這個client的發(fā)出的mongo操作請求，驅(qū)動底層都會自動分配鏈接。由于底層是用
c/c++實現(xiàn)的，所以不用擔心代碼會阻塞。具體如何創(chuàng)建可以參見
僅供參考~
關(guān)于用c 實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫連接池的介紹到此就結(jié)束了，不知道你從中找到你需要的信息了嗎 ？如果你還想了解更多這方面的信息，記得收藏關(guān)注本站。
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本文題目：C語言實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫連接池，提升數(shù)據(jù)庫操作效率 (用c 實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫連接池)
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