Hikari 数据库连接池内部源码实现细节

2024-08-31 18:08

本文主要是介绍Hikari 数据库连接池内部源码实现细节,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Hikari 默认几个超时配置

连接创建超时时间 30s
private static final long CONNECTION_TIMEOUT = SECONDS.toMillis(30);

连接存活验证时间5s,这个时间就是验证时socketTimeout,验证之后恢复为0,
但是真正做数据查询时默认为0,表示永不超时
private static final long VALIDATION_TIMEOUT = SECONDS.toMillis(5);

连接空闲时间10分钟
private static final long IDLE_TIMEOUT = MINUTES.toMillis(10);

连接最大存活时间30分钟
private static final long MAX_LIFETIME = MINUTES.toMillis(30);

Hikari 连接池中默认连接数量为10

默认最小连接数等于最大相同未为10
private static final int DEFAULT_POOL_SIZE = 10;

Hikari通过CopyOnWriteArrayList保存所有的连接

com.zaxxer.hikari.util.ConcurrentBag#sharedList

线程无法获取连接时通过SynchronousQueue实现公平阻塞等待

当池的连接被用尽,Hikari通过SynchronousQueue实现让线程阻塞等待,并且采用的是公平锁。
源码见com.zaxxer.hikari.util.ConcurrentBag#handoffQueue以及com.zaxxer.hikari.util.ConcurrentBag#ConcurrentBag构造方法

Hikari内部有三个单线程的 线程池 对象

  • houseKeepingExecutorServiceaddConnectionExecutorcloseConnectionExecutor 分别是都只有一条线程的线程池,源码见:com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool
  • houseKeepingExecutorService是一个ScheduledExecutorService对象。池中每创建一个连接,就会被封装成一个PoolEntry对象,然后放在定时任务中,定时时间就是设置的max-lifetime。只要到达这个时间就会采取软驱逐的方式从池中移除。
  • 除此之外,houseKeepingExecutorService还用于每隔30s来检查一次池中的空闲连接、最大连接情况,并通过调用异步创建连接异步销毁连接的方法来维护池中连接数的平衡。

何谓软驱逐

  • 如果这个连接正在被使用,则不立即关闭连接,但是通过PoolEntry对象中的private volatile boolean evict;字段来标记为需要关闭。下次有线程来获取到这个连接时,发现evict=true则调用异步关闭方法。重新获取池中其它的连接。
  • 如果这个连接未被使用,则立即调用异步关闭连接的方法。

池中连接的创建,关闭,除了初始化时只同步创建1条,其它都是异步的。

  • 创建连接通过addConnectionExecutor(ThreadPoolExecutor)来完成,关闭连接通过closeConnectionExecutor(ThreadPoolExecutor)来完成.
    这两个线程池都每个都只有一个线程。加上houseKeepingExecutorService,那么一个Hikari连接池会创建3条线程!!!

  • 可以通过启动参数-Dcom.zaxxer.hikari.blockUntilFilledInitializationFailTimeout单位ms,来让Hikari启动时等待创建完成设置的最小连接数。默认为false

一个connection本质上就是一个socket连接

一个连接池中,有多少个connection连接则对应多少个 socket 对象与服务端的连接。

Hikari中会使用ThreadLocal来将连接绑定到线程

Hikari为了提高从池中获取连接的性能,通过ThreadLocal来避免资源竞争,一个connection可以对应多个Thread,一个Thread可以绑定多个connection,源码见ConcurrentBag类中的成员变量private final ThreadLocal<List<Object>> threadList;

为什么ThreadLocal里面的泛型是List< Object >?

因为一个connection可以在不同时期被多个线程使用,当另一个线程绑定的connection正在被别的线程使用时,就需要选择其它没有被使用的connection,新选择的connection同样需要绑定到这条线程,所以使用的是List来保存。源码见:com.zaxxer.hikari.util.ConcurrentBag#borrow

什么时候向ThreadLocal里面保存connection?

当调用连接池中connection释放资源的时候回收,这里的connection实际上是Hikari实现的一个代理类(ProxyConnection),封装了JDBC 连接。
源码见:com.zaxxer.hikari.pool.ProxyConnection#close

Hikari如何做到连接的回收

通过ProxyConnection代理类来实现。源码见:com.zaxxer.hikari.pool.ProxyConnection#close

Hikari通过CAS乐观锁来控制连接当前状态

Hikari通过PoolEntry来封装Connection,并通过private volatile int state来记录Connection当前状态,主要有如下几个枚举值,并通过CAS乐观锁来维护这些状态,提高多线程之间获取连接的性能.

public interface IConcurrentBagEntry{int STATE_NOT_IN_USE = 0;int STATE_IN_USE = 1;int STATE_REMOVED = -1;int STATE_RESERVED = -2;boolean compareAndSet(int expectState, int newState);void setState(int newState);int getState();
}

获取连接,对验证连接可用性的优化

每次从池中获取连接后,先判断连接最后访问时间和当前时间差,如果小于500ms,则直接认为连接是可用的,避免向服务器发送验证的sql语句,提高连接池性能。源码见:com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool#getConnection(long hardTimeout)

 if (poolEntry.isMarkedEvicted() || (elapsedMillis(poolEntry.lastAccessed, now) > aliveBypassWindowMs && !isConnectionAlive(poolEntry.connection))) {closeConnection(poolEntry, poolEntry.isMarkedEvicted() ? EVICTED_CONNECTION_MESSAGE : DEAD_CONNECTION_MESSAGE);timeout = hardTimeout - elapsedMillis(startTime);}

否则需要验证连接可用性:
如果配置了connection-test-query则使用配置sql验证,否则使用数据库驱动程序实现的java.sql.Connection#isValid(int timeout)方法验证。源码见:com.zaxxer.hikari.pool.PoolBase#isConnectionAlive

如果连接不可用,会输出警告日志

如果验证连接可用性过程,连接因为数据库wait_timeout超时被服务端关闭,或者网络异常,则会出现如下警告日志,

Failed to validate connection com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@2e2ce118 (No operations allowed after connection closed.). Possibly consider using a shorter maxLifetime value.

解决方案参考我的另一篇博客:Failed to validate connection com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl问题排查

这篇关于Hikari 数据库连接池内部源码实现细节的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1124622

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