高性能数据库链接池HikariCP原理分析1.1

数据库连接池的产生背景

传统的单一数据库连接设计场景存在的弊端

传统的连接池函数可以表示为f(y)=kx,y表示资源消耗率，k表示连接次数，x表示连接动作(长连接)，每次链接都会消耗一次资源，尤其是在高并发场景下，很快就会出现连接溢出(LIM(connectionTimes)=MAX(max_of_connections))。
如果数据库链接在一秒钟内产生了100000个链接，明显数据库会watting甚至crash的。这是非常不科学的

对比图
数据库连接池的产生背景

传统的单一数据库连接设计场景存在的弊端

传统的连接池函数可以表示为f(y)=kx,y表示资源消耗率，k表示连接次数，x表示连接动作(长连接)，每次链接都会消耗一次资源，尤其是在高并发场景下，很快就会出现连接溢出(LIM(connectionTimes)=MAX(max_of_connections))。
如果数据库链接在一秒钟内产生了100000个链接，明显数据库会watting甚至crash的。这是非常不科学的

对比图

所以链接池合理设计应该是具备动态规划性的
其转移方程应该是:
size=maxPoolSize
idelSize=idel of poolSize
ConcurrentBag=C
When idelSize>0 then do dp[i]=C.borrow(state_in_closed_connection) from poolEntry;
When idelSize=0 and poolSize<maxPoolSize then do dp[i]=C.borrow(state_in_closed_connection) from poolEntry;
else waitting do waiters.increAndGet()

链接池可以有效利用资源，并可以科学地管理链接句柄。
Mysql数据库场景下的链接池模拟图

链接池的面向对象设计模版大概是
1.代理Connection对象
2.代理Statement对象
3.PooledConection池华对象
4.metrics性能监控模块
5. 并发锁机制
6.SqlParser部分
7.更高级的机器学习自动优化链接池的最大链接数，最大等待激活connection时间,最小闲置链接数等。

HikariCP数据库是嵌入在Spring-framework里的最优数据库连接池，麻雀虽小，五脏俱全。并发能力较其他连接池优秀，还有比较完善的性能监控以日志的形式输出。

config参数有如下

参数	描述	默认值	其他
autoCommit	自动提交从池中返回的连接 。	true	-
connectionTimeout	等待来自池的连接的最大毫秒数	30000	如果小于250毫秒，则被重置回30秒
idleTimeout	连接允许在池中闲置的最长时间	600000	如果idleTimeout+1秒>maxLifetime 且 maxLifetime>0，则会被重置为0（代表永远不会退出）；如果idleTimeout!=0且小于10秒，则会被重置为10秒
maxLifetime	池中连接最长生命周期	1800000	池中连接最长生命周期
connectionTestQuery	如果您的驱动程序支持JDBC4，我们强烈建议您不要设置此属性	null	-
minimumIdle	池中维护的最小空闲连接数	10	minIdle<0或者minIdle>maxPoolSize,则被重置为maxPoolSize
maximumPoolSize	池中最大连接数，包括闲置和使用中的连接	10	如果maxPoolSize小于1，则会被重置。当minIdle<=0被重置为DEFAULT_POOL_SIZE则为10;如果minIdle>0则重置为minIdle的值
metricRegistry	该属性允许您指定一个 Codahale / Dropwizard MetricRegistry 的实例，供池使用以记录各种指标	null	-
healthCheckRegistry	该属性允许您指定池使用的Codahale / Dropwizard HealthCheckRegistry的实例来报告当前健康信息	null	-
poolName	连接池的用户定义名称，主要出现在日志记录和JMX管理控制台中以识别池和池配置	HikariPool-1	-
initializationFailTimeout	如果池无法成功初始化连接，则此属性控制池是否将 fail fast	1
isolateInternalQueries	是否在其自己的事务中隔离内部池查询，例如连接活动测试	false	-
allowPoolSuspension	控制池是否可以通过JMX暂停和恢复	false	-
readOnly	从池中获取的连接是否默认处于只读模式	false	-
registerMbeans	是否注册JMX管理Bean（MBeans）	false	-
catalog	为支持 catalog 概念的数据库设置默认 catalog	false	-
connectionInitSql	该属性设置一个SQL语句，在将每个新连接创建后，将其添加到池中之前执行该语句。	null	-
driverClassName	HikariCP将尝试通过仅基于jdbcUrl的DriverManager解析驱动程序，但对于一些较旧的驱动程序，还必须指定driverClassName。	null	-
transactionIsolation	控制从池返回的连接的默认事务隔离级别	null	-
validationTimeout	连接将被测试活动的最大时间量	5000	-
leakDetectionThreshold	记录消息之前连接可能离开池的时间量，表示可能的连接泄漏	0	如果大于0且不是单元测试，则进一步判断：(leakDetectionThreshold < SECONDS.toMillis(2) or (leakDetectionThreshold > maxLifetime && maxLifetime > 0)，会被重置为0 . 即如果要生效则必须>0，而且不能小于2秒，而且当maxLifetime > 0时不能大于maxLifetime
dataSource	这个属性允许你直接设置数据源的实例被池包装，而不是让HikariCP通过反射来构造它	null	-
schema	该属性为支持模式概念的数据库设置默认模式,支持SQL Script初始化执行	null	-
threadFactory	此属性允许您设置将用于创建池使用的所有线程的java.util.concurrent.ThreadFactory的实例。	null	-
scheduledExecutor	此属性允许您设置将用于各种内部计划任务的java.util.concurrent.ScheduledExecutorService实例 。	null	-
HikariConfig Implements HikariConfigMXBean

设计上是要支持JMX

JMX(Java Management Extensions，即Java管理扩展)是一个为应用程序、设备、系统等植入管理功能的框架。JMX可以跨越一系列异构操作系统平台、系统体系结构和网络传输协议，灵活的开发无缝集成的系统、网络和服务管理应用。可以支持远程链接配置信息，比如JNI-DataSource

   private volatile String catalog;
   private volatile long connectionTimeout;
   private volatile long validationTimeout;
   private volatile long idleTimeout;
   private volatile long leakDetectionThreshold;
   private volatile long maxLifetime;
   private volatile int maxPoolSize;
   private volatile int minIdle;
   private volatile String username;
   private volatile String password;

   // Properties NOT changeable at runtime
   //
   private long initializationFailTimeout;
   private String connectionInitSql;
   private String connectionTestQuery;
   private String dataSourceClassName;
   private String dataSourceJndiName;
   private String driverClassName;
   private String exceptionOverrideClassName;
   private String jdbcUrl;
   private String poolName;
   private String schema;
   private String transactionIsolationName