C++手撕連接池-創新互聯

用c++寫一個數據庫連接池

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數據庫連接池是為了提高數據庫連接的性能，進行連接復用

對于復雜數據庫進行大量引用的場景下就會出現訪問瓶頸

常見的兩種解決方法就是：為了減少磁盤 I/O的次數，在數據庫和服務器的應用中間加一層緩存數據庫（例如：Redis、Memcache）;
或者就是增加連接池，來減少高并發情況下大量 TCP三次握手、MySQL Server連接認證、MySQL Server關閉連接回收資源和TCP四次揮手所耗費的性能。

機制解讀：
連接池呢就是為數據庫連接建立一個緩沖池。
1：從連接池獲取或創建可用連接
2：使用完畢之后，把連接返回給連接池
3：在系統關閉前，斷開所有連接并釋放連接占用的系統資源
4：能夠處理無效連接，限制連接池中的連接總數不低于或者不超過某個限定值

池子里四個基本屬性：

初始連接量（init_size）：表示連接池事先會和MySQL服務器創建init_size個connection連接，當應用發起MySQL訪問時，不用再創建和MySQL服務器新的連接，直接從連接池中獲取一個可用的連接就可以，使用完成后，并不去釋放connection，而是把當前connection再歸還到連接池當中。

大連接（max_size）：當并發訪問MySQL服務器的請求增多時，初始連接量已經不夠使用了，此時會根據新的請求數量去創建更多的連接給應用去使用，但是新創建的連接數量上限是max_size，不能無限制的創建連接。因為每個連接都會占用一個socket資源，一般連接池和服務器程序是部署在一臺主機上的，如果連接池占用過多的socket資源，那么服務器就不能接收更多的客戶端請求了。當這些連接使用完成后，再次歸還到連接池當中來維護。

大空閑時間（max_idle_time）：當訪問MySQL的并發請求多了以后，連接池里面的連接數量會動態增加，上限是max_size個，當這些連接用完再次歸還到連接池當中。如果在指定的max_idle_time里面，這些新增加的連接都沒有被再次使用過，那么新增加的這些連接資源就要被回收，只需要保持初始連接量init_size個連接就可以了。

連接超時時間（connection_timeout）：當MySQL的并發請求量過大，連接池中的連接數量已經到達max_size了，而此時沒有空閑的連接可供使用，那么此時應用無法從連接池獲取連接，它通過阻塞的方式等待獲取連接的時間如果超過connection_timeout時間，那么連接失敗，無法訪問數據庫。

技術點的分析：
通過預先創建一定數量的連接，放到一個池子。當客戶端有請求時，服務器端需要與mysql進行交互，那么只需要從池子里取出一個連接，當操作完成再將連接放到連接池中。如此以來避免了頻繁的創建和銷毀線程。
1.池子只需要一個就夠用了，一個池子里有很多連接了。所以對于線程池這個類而言使用單例模式最為合適。用c++11內部靜態變量這種線程安全的方法做的
2.池子里面連接存在類似隊列這種容器里面，直接用queue了，每次新的連接從隊尾進去，隊頭的連接用完之后，如果空閑太久，占資源就需要把他銷毀掉
3.進行數據庫連接的話需要mysql相關的api，用c++的話，就把這些api封裝一下，具體常用的api之前有寫過一篇博客?C/C++鏈接mysql_
這封裝成一個數據庫連接類，里面就是伴隨著數據庫的初始化，查詢，更新，事務的一系列操作。連接池里面隊列放的就是這一個個數據庫連接的類對象
4.需要訪問數據庫的線程從連接池里面取出連接，和給池子里添加新連接的線程構成了一個典型的生產者消費者，用條件變量加+互斥鎖保證同步，cas原子操作定義一個連接池內的連接數量，用來當做我們生產和消費線程工作都要參考的變量，變量必須保證其原子性
5.對于獲取連接池中的連接來說，用戶只需要關心使用，去連接池里直接獲取連接并且使用即可，并不用關心連接的生成和銷毀，并且，對于使用完的連接來說，為了達到復用的目的，我們并不希望把它釋放掉，而是使用完之后將其放回到連接池中供其他消費者使用，這個我們就可以使用智能指針來完成用lambda表達式定制連接釋放的功能，（把連接重新還給池子）；重新放進連接池呢就是重新push到隊列池子里，不過要更新一下時間戳，記錄每個連接的存活時間
6.連接池實現自動管理連接數(不夠時創建連接，銷毀空閑時間較長的連接)
需要通過兩個子線程，因為主線程不能阻塞在這個地方，所以通過兩個子線程取完成，設置線程分離
一個子線程用來不夠時自動創建連接：
? 線程池維護了兩個數據，一個最小連接數，一個大連接數
一個子線程用來銷毀空閑時間較長的連接：
? 大概實現思路：從隊頭取出連接，并將該連接的空閑時長與設定的大空閑時長比較，如果大于等于就從隊列中彈出并銷毀
7.利用Jsoncpp庫去解析json文件，配置環境