Golang database/sql源码分析

Gorm是Go语言开发用的比较多的一个ORM。它的功能比较全：

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但是这篇文章中并不会直接看Gorm的源码，我们会先从database/sql分析。原因是Gorm也是基于这个包来封装的一些功能。所以只有先了解了database/sql包才能更加好的理解Gorm源码。

database/sql 其实也是一个对于mysql驱动的上层封装。”github.com/go-sql-driver/mysql”就是一个对于mysql的驱动，database/sql 就是在这个基础上做的基本封装包含连接池的使用

下面这个是最基本的增删改查操作

操作分下面几个步骤：

因为Gorm的连接池就是使用database/sql包中的连接池，所以这里我们需要学习一下包里的连接池的源码实现。其实所有连接池最重要的就是连接池对象、获取函数、释放函数下面来看一下database/sql中的连接池。

DB对象

获取方法

释放连接方法

连接池的实现有很多方法，在database/sql包中使用的是chan阻塞 使用map记录等待列表，等到有连接释放的时候再把连接传入等待列表中的chan 不在阻塞返回连接。

之前我们看到的Redigo是使用一个chan 来阻塞，然后释放的时候放入空闲列表，在往这一个chan中传入struct{}{}，让程序继续 获取的时候再从空闲列表中获取。并且使用的是链表的结构来存储空闲列表。

database/sql 是对于mysql驱动的封装，然而Gorm则是对于database/sql的再次封装。让我们可以更加简单的实现对于mysql数据库的操作。

MySQL与Redis数据库连接池介绍（图示+源码+代码演示）

数据库连接池（Connection pooling）是程序启动时建立足够的数据库连接，并将这些连接组成一个连接池，由程序动态地对池中的连接进行申请，使用，释放。

简单的说：创建数据库连接是一个很耗时的操作，也容易对数据库造成安全隐患。所以，在程序初始化的时候，集中创建多个数据库连接，并把他们集中管理，供程序使用，可以保证较快的数据库读写速度，还更加安全可靠。

不使用数据库连接池

如果不使用数据库连接池，对于每一次SQL操作，都要走一遍下面完整的流程：

1.TCP建立连接的三次握手（客户端与 MySQL服务器的连接基于TCP协议）

2.MySQL认证的三次我收

3.真正的SQL执行

4.MySQL的关闭

5.TCP的四次握手关闭

可以看出来，为了执行一条SQL，需要进行大量的初始化与关闭操作

使用数据库连接池

如果使用数据库连接池，那么会 事先申请（初始化）好 相关的数据库连接，然后在之后的SQL操作中会复用这些数据库连接，操作结束之后数据库也不会断开连接，而是将数据库对象放回到数据库连接池中

资源重用：由于数据库连接得到重用，避免了频繁的创建、释放连接引起的性能开销，在减少系统消耗的基础上，另一方面也增进了系统运行环境的平稳性（减少内存碎片以及数据库临时进程/线程的数量）。

更快的系统响应速度：数据库连接池在初始化过程中，往往已经创建了若干数据库连接置于池中备用。 此时连接的初始化工作均已完成。对于业务请求处理而言，直接利用现有可用连接，避免了从数据库连接初始化和释放过程的开销，从而缩减了系统整体响应时间。

统一的连接管理，避免数据库连接泄露：在较为完备的数据库连接池实现中，可根据预先的连接占用超时设定，强制收回被占用连接。从而避免了常规数据库连接操作中可能出现的资源泄露。

如果说你的服务器CPU是4核i7的，连接池大小应该为((4*2)+1)=9

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源码下载

下载方式：（Github中下载）

db_pool目录下有两个目录，mysql_pool目录为MySQL连接池代码，redis_pool为redis连接池代码

下面介绍mysql_pool

CDBConn解析

概念： 代表一个数据连接对象实例

相关成员：

m_pDBPool：该数据库连接对象所属的数据库连接池

构造函数： 绑定自己所属于哪个数据库连接池

Init()函数： 创建数据库连接句柄

CDBPool解析

概念：代表一个数据库连接池

相关成员：

Init()函数：常见指定数量的数据库实例句柄，然后添加到m_free_list中，供后面使用

GetDBConn()函数： 用于从空闲队列中返回可以使用的数据库连接句柄

RelDBConn()函数： 程序使用完该数据库句柄之后，将句柄放回到空闲队列中

测试之前，将代码中的数据库地址、端口、账号密码等改为自己的（代码中有好几处）

进入MySQL， 创建mysql_pool_test数据库

进入到mysql_pool目录下， 创建一个build目录并进入 ：

然后输入如下的命令进行编译

之后就会在目录下生成如下的可执行文件

输入如下两条命令进行测试： 可以看到不使用数据库连接池，整个操作耗时4秒左右；使用连接池之后，整个操作耗时2秒左右，提升了一倍

源码下载

下面介绍redis_pool

测试

进入到redis_pool目录下， 创建一个build目录并进入 ：

然后输入如下的命令进行编译

之后就会在目录下生成如下的可执行文件

输入如下的命令进行测试： 可以看到不使用数据库连接池，整个操作耗时182ms；使用连接池之后，整个操作耗时21ms，提升了很多

进入redis，可以看到我们新建的key：

使用Go实现一个数据库连接池

开始本文之前，我们看一段Go连接数据库的代码：

本文内容我们将解释连接池背后是如何工作的，并 探索 如何配置数据库能改变或优化其性能。

转自：

整理：地鼠文档：

那么sql.DB连接池是如何工作的呢?

需要理解的最重要一点是，sql.DB池包含两种类型的连接——“正在使用”连接和“空闲”连接。当您使用连接执行数据库任务(例如执行SQL语句或查询行)时，该连接被标记为正在使用，任务完成后，该连接被标记为空闲。

当您使用Go执行数据库操作时，它将首先检查池中是否有可用的空闲连接。如果有可用的连接，那么Go将重用这个现有连接，并在任务期间将其标记为正在使用。如果在您需要空闲连接时池中没有空闲连接，那么Go将创建一个新的连接。

当Go重用池中的空闲连接时，与该连接有关的任何问题都会被优雅地处理。异常连接将在放弃之前自动重试两次，这时Go将从池中删除异常连接并创建一个新的连接来执行该任务。

连接池有四个方法，我们可以使用它们来配置连接池的行为。让我们一个一个地来讨论。

SetMaxOpenConns()方法允许您设置池中“打开”连接(使用中+空闲连接)数量的上限。默认情况下，打开的连接数是无限的。

一般来说，MaxOpenConns设置得越大，可以并发执行的数据库查询就越多，连接池本身成为应用程序中的瓶颈的风险就越低。

但让它无限并不是最好的选择。默认情况下，PostgreSQL最多100个打开连接的硬限制，如果达到这个限制的话，它将导致pq驱动返回”sorry, too many clients already”错误。

为了避免这个错误，将池中打开的连接数量限制在100以下是有意义的，可以为其他需要使用PostgreSQL的应用程序或会话留下足够的空间。

设置MaxOpenConns限制的另一个好处是，它充当一个非常基本的限流器，防止数据库同时被大量任务压垮。

但设定上限有一个重要的警告。如果达到MaxOpenConns限制，并且所有连接都在使用中，那么任何新的数据库任务将被迫等待，直到有连接空闲。在我们的API上下文中，用户的HTTP请求可能在等待空闲连接时无限期地“挂起”。因此，为了缓解这种情况，使用上下文为数据库任务设置超时是很重要的。我们将在书的后面解释如何处理。

SetMaxIdleConns()方法的作用是：设置池中空闲连接数的上限。缺省情况下，最大空闲连接数为2。

理论上，在池中允许更多的空闲连接将增加性能。因为它减少了从头建立新连接发生概率—，因此有助于节省资源。

但要意识到保持空闲连接是有代价的。它占用了本来可以用于应用程序和数据库的内存，而且如果一个连接空闲时间过长，它也可能变得不可用。例如，默认情况下MySQL会自动关闭任何8小时未使用的连接。

因此，与使用更小的空闲连接池相比，将MaxIdleConns设置得过高可能会导致更多的连接变得不可用，浪费资源。因此保持适量的空闲连接是必要的。理想情况下，你只希望保持一个连接空闲，可以快速使用。

另一件要指出的事情是MaxIdleConns值应该总是小于或等于MaxOpenConns。Go会强制保证这点，并在必要时自动减少MaxIdleConns值。

SetConnMaxLifetime()方法用于设置ConnMaxLifetime的极限值，表示一个连接保持可用的最长时间。默认连接的存活时间没有限制，永久可用。

如果设置ConnMaxLifetime的值为1小时，意味着所有的连接在创建后，经过一个小时就会被标记为失效连接，标志后就不可复用。但需要注意：

理论上，ConnMaxLifetime为无限大（或设置为很长生命周期）将提升性能，因为这样可以减少新建连接。但是在某些情况下，设置短期存活时间有用。比如：

如果您决定对连接池设置ConnMaxLifetime，那么一定要记住连接过期(然后重新创建)的频率。例如，如果连接池中有100个打开的连接，而ConnMaxLifetime为1分钟，那么您的应用程序平均每秒可以杀死并重新创建多达1.67个连接。您不希望频率太大而最终影响性能吧。

SetConnMaxIdleTime()方法在Go 1.15版本引入对ConnMaxIdleTime进行配置。其效果和ConnMaxLifeTime类似，但这里设置的是：在被标记为失效之前一个连接最长空闲时间。例如，如果我们将ConnMaxIdleTime设置为1小时，那么自上次使用以后在池中空闲了1小时的任何连接都将被标记为过期并被后台清理操作删除。

这个配置非常有用，因为它意味着我们可以对池中空闲连接的数量设置相对较高的限制，但可以通过删除不再真正使用的空闲连接来周期性地释放资源。

所以有很多信息要吸收。这在实践中意味着什么？我们把以上所有的内容总结成一些可行的要点。

1、根据经验，您应该显式地设置MaxOpenConns值。这个值应该低于数据库和操作系统对连接数量的硬性限制，您还可以考虑将其保持在相当低的水平，以充当基本的限流作用。

对于本书中的项目，我们将MaxOpenConns限制为25个连接。我发现这对于小型到中型的web应用程序和API来说是一个合理的初始值，但理想情况下，您应该根据基准测试和压测结果调整这个值。

2、通常，更大的MaxOpenConns和MaxIdleConns值会带来更好的性能。但是，效果是逐渐降低的，而且您应该注意，太多的空闲连接(连接没有被复用)实际上会导致性能下降和不必要的资源消耗。

因为MaxIdleConns应该总是小于或等于MaxOpenConns，所以对于这个项目，我们还将MaxIdleConns限制为25个连接。

3、为了降低上面第2点的风险，通常应该设置ConnMaxIdleTime值来删除长时间未使用的空闲连接。在这个项目中，我们将设置ConnMaxIdleTime持续时间为15分钟。

4、ConnMaxLifetime默认设置为无限大是可以的，除非您的数据库对连接生命周期施加了硬限制，或者您需要它协助一些操作，比如优雅地交换数据库。这些都不适用于本项目，所以我们将保留这个默认的无限制配置。

与其硬编码这些配置，不如更新cmd/api/main.go文件通过命令行参数读取配置。

ConnMaxIdleTime值比较有意思，因为我们希望它传递一段时间，最终需要将其转换为Go的time.Duration类型。这里有几个选择:

1、我们可以使用一个整数来表示秒(或分钟)的数量，并将其转换为time.Duration。

2、我们可以使用一个表示持续时间的字符串——比如“5s”(5秒)或“10m”(10分钟)——然后使用time.ParseDuration()函数解析它。

3、两种方法都可以很好地工作，但是在这个项目中我们将使用选项2。继续并更新cmd/api/main.go文件如下:

File: cmd/api/main.go

Go语言使用gorm对MySQL进行性能测试

之前写过了Go语言gorm框架MySQL实践，其中对gorm框架在操作MySQL的各种基础实践，下面分享一下如何使用gorm框架对MySQL直接进行性能测试的简单实践。

这里我使用了一个原始的Go语言版本的 FunTester 测试框架，现在只有一个基本的方法，实在是因为Go语言特性太强了。框架设计的主要思路之一就是利用Go语言的闭包和方法参数特性，将一个 func() 当做性能测试的主题，通过不断运行这个 func() 来实现性能测试。当然还有另外一个思路就是运行一个多线程任务类，类似 Java 版本的 com.funtester.base.constaint.ThreadBase 抽象类，这样可以设置一些类的属性，绑定一些测试资源，适配更多的测试场景。

下面演示select的性能测试，这里我用了随机ID查询的场景。

这里我使用从35开始递增的ID进行删除。

这里使用了select的用例部分，随机ID，然后更新name字段，随机10个长度的字符串。

这里用到了 FunTester 字段都是随机生成。

到这里可以看出，性能测试框架用到的都是gorm框架的基础API使用，这里MySQL连接池的管理工作完全交给了gorm框架完成，看资料说非常牛逼，我们只需要设置几个参数。这个使用体现很像 HttpClient 设置 HTTP 连接池类似，这里我们也可以看出这些优秀的框架使用起来都是非常简单的。

PS：关于gorm的基础使用的请参考上一期的文章Go语言gorm框架MySQL实践。

分享名称：go语言mysql连接池 go gorm 连接池
文章来源：http://csdahua.cn/article/higsgp.html