配置连接池

连接池是管理数据库连接的软件组件。这可以通过多种方式帮助提高资源利用率，帮助实现负载平衡或故障转移，并且可以大大减少事务时间。在这篇博文中，我们将了解什么是连接池以及如何配置它。

连接池是一个软件组件管理数据库连接。这可以通过多种方式帮助提高资源利用率，帮助实现负载平衡或故障转移，并且可以大大减少事务时间。在这篇博文中，我们将了解什么是连接池以及如何配置它。

什么是连接池以及它为何有用

打开与数据库的连接需要许多步骤。我们需要连接到服务器并执行初始握手，就加密和连接设置达成一致，然后在所有层（网络驱动程序、操作系统层、数据库层等）中保留新的连接资源。每个连接都会消耗内存，内存大小取决于数据库引擎。对于 PostgreSQL，一个连接甚至可以使用 1.3MB 内存。打开连接也需要时间，因为我们需要协商新连接的设置。

如果我们不断为每个 SQL 查询打开新连接，可能会导致数据库服务器出现多个问题：

• 打开连接需要时间和资源，因此我们的交易速度较慢

• 我们可能会超出活动连接的限制（默认情况下可以设置为某个值）像一百个连接）

• 数据库可能会消耗更多内存，这可能会对缓存命中率和可用于查询的可用内存产生负面影响

而不是打开每个 SQL 查询都有一个新连接，我们可以池化连接。我们可以配置连接池来保留连接数量并为所有客户端重用它们。这样我们的应用程序连接到池化器而不是直接连接数据库，然后池化器连接到数据库。这带来了多个优点：

• 连接池使连接保持打开状态的时间更长，从而减少了数据库端打开和关闭连接的开销并减少了延迟。

• 我们可以在连接之间甚至数据库之间实现负载平衡，从而提高性能。

• 池化器可以维持稳定的连接数量，因此我们可以避免这个问题活动连接过多，会减少资源使用。

• 池化器可以重定向主服务器和备用服务器之间的连接，以提供故障转移，从而提高稳定性和可扩展性。

• 池化器可以将密码存储到数据库的中央位置，从而提高安全性。

• 池化器可以缓存结果以提高查询性能。

连接池也有一些缺点：

• 它是我们系统中可能成为故障点的另一个组件。

• 由于应用程序和数据库之间的另一个网络跃点，网络延迟可能会略有增加。

• 低效的连接池可能会成为瓶颈。

• 我们需要调整和维护连接池，这增加了维护负担。

不同类型的连接池

有很多实现连接池的方法。在本节中，我们将了解各种实现细节。

外部或内部连接池

在典型情况下，我们从应用程序连接到数据库。我们现在可以将连接池放在两个位置之一：应用程序本身或应用程序和数据库之间的某个位置。

将连接池放在应用程序中（应用程序端连接池）可以非常容易因为许多 ORM 或数据库驱动程序都支持开箱即用。例如，JDBC 支持 c3p0，而 ODBC 支持开箱即用。这带来了很多好处。我们不需要安装和维护任何额外的组件，因为池化器位于应用程序内部。我们只需要部署应用程序的新版本，然后就可以准备好池化了。这也减少了网络延迟，因为我们没有任何额外的网络跃点（一切都位于我们的应用程序内部）。

不幸的是，应用程序端连接池有一些缺点。最大的一个是它仅针对一个应用程序进行配置。如果我们有很多应用程序（尤其是在分布式环境中），那么我们需要在很多地方配置池化器。更不用说我们仍然可能达到服务器端的连接计数限制，因为池化器彼此不了解。拥有许多连接池也会导致更高的资源使用率，并且通常性能较低。

我们还可以使用位于应用程序和数据库之间的外部连接池。这可以与任意数量的应用程序一起使用，并让我们能够精确控制连接限制。集中式连接池还可以更好地控制资源，让我们实现故障转移或负载分配。

外部连接池也有一些缺点。首先也是最重要的，它是我们需要随着时间的推移安装、配置、调整和维护的另一个组件。我们还需要重新配置每个应用程序以使用连接池（这应该像更改一些连接字符串并重新部署应用程序一样简单）。外部池化器还会增加一些网络延迟，因为它是应用程序和数据库之间的另一个网络组件。

外部连接池化器也可能成为故障点。如果池化器由于某种原因而关闭，应用程序将无法再连接到数据库。如果池化器速度缓慢或效率低下，则会影响所有使用它的应用程序。因此，池化器必须具有高质量，才不会降低整体性能。

池化类型

每个池化器需要决定如何将连接分配给客户端。通常有三种方法。

第一种是会话池。在这种方法中，连接在会话持续时间内分配给客户端（直到客户端断开连接或达到超时）。这是最简单的方法，但是，这有效地限制了客户端数量，因为通常每个客户端消耗一个连接。

下一个解决方案是事务池。在此方法中，池程序为每个事务分配连接，并且仅在事务持续时间内分配连接。如果客户端想要运行另一个事务，他们需要获得另一个连接（并且可能需要等待其他连接可用）。这允许池化器处理更多客户端，并且是推荐的方法。

最后一种方法是为每个 SQL 语句独立分配连接。理论上，这会带来最高的灵活性和连接利用率。但是，这会导致一项事务跨越多个连接。由于许多事务设置与连接相关，这可能会成为技术限制。

连接池解决方案

根据您使用的数据库类型，可能有一些内置的解决方案，或者您可能需要手动配置它们。让我们看一些示例。

内置解决方案

根据您的基础设施提供商，您也许能够使用内置或近内置解决方案：

• Neon PostgreSQL 数据库有一个内置的 PgBouncer

• Supabase 有一个内置的 Supavisor

• 适用于 PostgreSQL 的 Azure 数据库支持内置 PgBouncer

• DigitalOcean 的 PostgreSQL 包括 PgBouncer

• Azure 数据库可与 ProxySql

• Azure 数据库可与 Heimdall 数据库代理一起使用

• ADO.NET 支持内置连接池

• Oracle 支持通用连接池对于 JDBC

• Oracle 自治数据库支持数据库驻留连接池

外部解决方案

您可以使用许多外部解决方案使用：

• Amazon RDS 代理

• Pgpool

• PgBouncer

• 奥德赛

• Heimdall 数据库代理

• ProxySQL

• pgcat

案例研究：配置 PgBouncer

在此示例中，我们将研究 PgBouncer。

我们首先按照文档中的方式安装它。

然后我们需要配置它。最重要的设置是：

• pool_mode：如何处理连接；我们可以使用事务

• max_client_conn：配置可以连接到连接池的客户端数量

• default_pool_size：配置允许多少个服务器连接对于每个用户数据库

• min_pool_size：要保留多少个备用连接

配置池化器后，我们可以使用pgbench验证其性能：

pgbench -c 10 -p -j 2 -t 1000 database_name

PgBouncer 可以轻松地将每秒事务数增加 60%，如基准测试所示：

• 对 PostgreSQL 连接池进行基准测试：PgBouncer、PgCat和 Supavisor

• 通过连接池提高数据库性能

• 使用 PgBouncer 增强 PostgreSQL

总结

连接池可以提高性能并减少资源消耗。有许多内置解决方案可以轻松地与我们的数据库一起使用，无论我们将它们托管在哪里以及我们使用什么数据库引擎。我们需要记住，连接池是另一个故障点，需要小心处理。配置良好的连接池可以使每秒的事务数量增加近一倍，从而极大地提高性能。

以上是配置连接池的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！