為什么數(shù)據(jù)庫連接很消耗資源？
背景
分析
總結(jié)
背景
開發(fā)應用程序久了，總想刨根問底，尤其對一些有公共答案的問題。大家都能解釋，但是追根究底，都解釋不清。凡是都有為什么，而且用數(shù)字說明問題是最直觀的。
本文主要想探究一下連接數(shù)據(jù)庫的細節(jié)，尤其是在 Web 應用中要使用數(shù)據(jù)庫來連接池，以免每次發(fā)送一次請求就重新建立一次連接。
對于這個問題，答案都是一致的，建立數(shù)據(jù)庫連接很耗時，但是這個耗時是都多少呢，又是分別在哪些方面產(chǎn)生的耗時呢？
分析
本文以連接 MySQL 數(shù)據(jù)庫為例，因為 MySQL 數(shù)據(jù)庫是開源的，其通信協(xié)議是公開的，所以我們能夠詳細分析建立連接的整個過程。
在本文中，消耗資源的分析主要集中在網(wǎng)絡上，當然，資源也包括內(nèi)存、CPU 等計算資源，使用的編程語言是 Java，但是不排除編程語言也會有一定的影響。
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
String?name?=?"shine_user";
String?password?=?"123";
String?url?=?"jdbc:mysql://172.16.100.131:3306/clever_mg_test";
Connection?conn?=?DriverManager.getConnection(url,?name,?password);
//?之后程序終止，連接被強制關閉
在上圖中顯示的連接過程中，可以看出 MySQL 的通信協(xié)議是基于 TCP 傳輸協(xié)議的，而且該協(xié)議是二進制協(xié)議，不是類似于 HTTP 的文本協(xié)議。
其中建立連接的過程具體如下：
第 1 步：建立 TCP 連接，通過三次握手實現(xiàn)。
第 2 步：服務器發(fā)送給客戶端「握手信息」，客戶端響應該握手消息。
第 3 步：客戶端「發(fā)送認證包」，用于用戶驗證，驗證成功后，服務器返回 OK 響應，之后開始執(zhí)行命令。
用戶驗證成功之后，會進行一些連接變量的設置，比如字符集、是否自動提交事務等，其間會有多次數(shù)據(jù)的交互。完成了這些步驟后，才會執(zhí)行真正的數(shù)據(jù)查詢和更新等操作。
在本文的測試中，只用了 5 行代碼來建立連接，但是并沒有通過該連接去執(zhí)行任何操作，所以在程序執(zhí)行完畢之后，連接不是通過 Connection.close() 關閉的，而是由于程序執(zhí)行完畢，導致進程終止，造成與數(shù)據(jù)庫的連接異常關閉，所以最后會出現(xiàn)?TCP?的?RST?報文。
在這個最簡單的代碼中，沒有設置任何額外的連接屬性，所以在設置屬性上占用的時間可以認為是最少的（其實，雖然我們沒有設置任何屬性，但是驅(qū)動仍然設置了字符集、事務自動提交等，這取決于具體的驅(qū)動實現(xiàn)），所以整個連接所使用的時間可以認為是最少的。
但從統(tǒng)計信息中可以看出，在不包括最后?TCP?的?RST?報文時（因為該報文不需要服務器返回任何響應），但是其中仍需在客戶端和服務器之間進行往返「7」次，「也就是說完成一次連接，可以認為，數(shù)據(jù)在客戶端和服務器之間需要至少往返 7 次」。
10.416042?-?10.190799?=?0.225243s?=?225.243ms
這意味著，建立一次數(shù)據(jù)庫連接需要 225ms，而這還是還可以認為是最少的，當然「花費的時間可能受到網(wǎng)絡狀況、數(shù)據(jù)庫服務器性能以及應用代碼是否高效的影響」，但是這里只是一個最簡單的例子，已經(jīng)足夠說明問題了！
由于上面是程序異常終止了，但是在正常的應用程序中，連接的關閉一般都是通過 Connection.close() 完成的。
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
String?name?=?"shine_user";
String?password?=?"123";
String?url?=?"jdbc:mysql://172.16.100.131:3306/clever_mg_test";
Connection?conn?=?DriverManager.getConnection(url,?name,?password);
conn.close();
網(wǎng)絡抓包
這樣的話，情況發(fā)生了變化，主要體現(xiàn)在與數(shù)據(jù)庫連接的斷開，如上圖：
第 1 步：此時處于 MySQL 通信協(xié)議階段，客戶端發(fā)送關閉連接請求，而且不用等待服務端的響應。
第 2 步：TCP 斷開連接，4 次揮手完成連接斷開。
747.284311?-?747.100954?=?0.183357s?=?183.357ms
這里可能也有網(wǎng)絡狀況的影響，比上述的 225ms 少了，但是也幾乎達到了 200ms 的級別。
那么問題來了，想象一下這個場景，對于一個日活 2 萬的網(wǎng)站來說，假設每個用戶只會發(fā)送 5 個請求，那么一天就是 10 萬個請求。
100000?*?150ms?=?15000000ms?=?15000s?=?250min?=?4.17h
也就說每天花費在建立數(shù)據(jù)庫連接上的時間已經(jīng)達到「4 個小時」，所以說數(shù)據(jù)庫連接池是必須的嘛。
而且當日活增加時，單單使用數(shù)據(jù)庫連接池也不能完全保證你的服務能夠正常運行，還需要考慮其他的解決方案。
例如：
緩存
SQL 的預編譯
負載均衡
……
總結(jié)
當然這不是本文的主要內(nèi)容，本文想要闡述的核心思想只有一個，數(shù)據(jù)庫連接真的很耗時，所以不要頻繁的建立連接。
文章來源：http://u6v.cn/5MFrzY
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