linux基础——linux下数据库连接池的原理及编程实现

最新推荐文章于 2024-07-18 22:40:26 发布

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本文介绍了一种在Linux环境下实现MySQL数据库连接池的方法。详细解释了连接池的工作原理及为何能够提高数据库操作性能，并提供了具体的C语言实现代码示例。

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一、数据库连接池简介

对于一个简单的数据库应用，如果对数据库的访问不是很频繁，通常的做法是创建一个连接，用完就关闭，这样做不会有明显的性能上的开销，但是对于一个副复杂的数据应用，建立一个数据库连接需要消耗大量系统资源，频繁的创建数据库连接会大大的削弱应用性能，因此考虑到性能的问题，并不是每个用户都创建并独占一个数据库连接，数据库连接池负责分配、管理和释放数据库连接，它允许应用程序重复使用一个现有的数据库连接，而不是重新建立一个，使用完不会销毁而是放回连接池。这项技术能明显提高对数据库操作的性能。

二、linux下的mysql函数

1.初始化一个连接句柄

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MYSQL *mysql_init(MYSQL *mysql);//mysql是NULL指针，该函数将分配、初始化、并返回新对象。否则，将初始化对象，并返回对象的地址。

2.建立物理连接

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MYSQL *mysql_real_connect(MYSQL *connection,const char *server_host,const char *sql_user_name,const char *sql_password,const char *db_name,unsigned int port_number,const char *unix_socket_name,unsigned int flags);//connection参数为通过mysql_init函数创建的句柄,port_number和*unix_socket_name的值分别为0和NULL即可。如果连接成功，返回MYSQL*连接句柄(和第一个参数相同)。如果连接失败，返回NULL。

3.断开连接

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void mysql_close(MYSQL *connection);//断开指定的链接。

4.选项设置

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int mysql_options(MYSQL *mysql, enum mysql_option option, const void *arg);//可用于设置额外的连接选项，并影响连接的行为。可多次调用该函数来设置数个选项。应在mysql_init()之后、以及mysql_connect()或mysql_real_connect()之前调用mysql_options()。
主要选项：
MYSQL_OPT_RECONNECT //显式方式设置再连接行为的方法。
MYSQL_OPT_CONNECT_TIMEOUT //以秒为单位的连接超时。

5. 错误处理

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unsigned int mysql_errno(MYSQL *connection);
eg.if (mysql_errno(&my_connection))
{
fprintf(stderr, “Connection error %d: %s/n”, mysql_errno(&my_connection),mysql_error(&my_connection));
}

6.执行SQL命令

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int mysql_query(MYSQL *connection, const char *query);//该函数用来执行SQL命令，如果执行成功则返回0。

7.数据控制

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MYSQL_RES *mysql_store_result(MYSQL *connection);//该函数成功时返回一个指向返回集的指针，否则返回NULL。
my_ulonglong mysql_num_rows(MYSQL_RES *result);//该函数获取返回集中的行数，若为0表示没有返回行。
MYSQL_ROW mysql_fetch_row(MYSQL_RES *result);//该函数从mysql_store_result返回集中取出一行，当没有数据或者出差时返回NULL
my_ulonglong mysql_num_rows(MYSQL_RES *result);//该函数获取返回集中的行数，若为0表示没有返回行。

8. 数据处理

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unsigned int mysql_field_count(MYSQL *connection);//该函数获取返回集中数据的列数。此外，我们还可以将该函数用于其它情况，比如说确定mysql_store_result函数失败的原因；如果mysql_store_result返回NULL，而mysql_filed_count返回了一个大于0的数，说明是检索错误，但如果mysql_field_count返回0，则表明为存储错误。
MYSQL_FIELD *mysql_fetch_field(MYSQL_RES *result);//该函数可获得与列字段相关信息的结构指针。

三、实现

以下实现了一个简单的数据库连接池

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#include
#include
#include
#include
#include
#define IP_LEN 15
#define PORT_LEN 8
#define DBNAME_LEN 64
#define DBUSER_LEN 64
#define PASSWD_LEN 64
#define POOL_NUMBER 5
#define LOG_STR_BUF_LEN 64
//连接节点
typedef struct _sql_node
{
MYSQL fd;//mysql对象文件描述符
MYSQL *mysql_sock;//连接句柄
pthread_mutex_t mutex;//互斥锁
char used;//连接使用标志
int index;//下标
enum{DB_DISCONN, DB_CONN} sql_state;//当前节点与数据库的连接状态
}sql_node;
//数据库连接池
typedef struct _sql_conn_pool
{
sql_node sql_pool[POOL_NUMBER];//连接池中的连接
char ip[IP_LEN + 1];//ip
int port;//端口 mysql端口默认3306
char db_name[DBNAME_LEN + 1];//数据库名称
char user[DBUSER_LEN + 1];//用户名
char passwd[PASSWD_LEN + 1];//密码
int pool_number;//池中连接数量
}sql_conn_pool;
//创建数据库连接池
sql_conn_pool * sql_pool_create(int connect_pool_number, char ip[], int port, char name[], char user[], char passwd[])
{
sql_conn_pool *sp = NULL;
if (!connect_pool_number || connect_pool_number < 1)
{
connect_pool_number = 1;
}
sp = (sql_conn_pool *)malloc(sizeof(sql_conn_pool));
if (sp == NULL)
{
printf("malloc for sql connect pool error!\n");
return NULL;
}
strcpy(sp->ip, ip);
sp->port = port;
strcpy(sp->db_name, name);
strcpy(sp->user, user);
strcpy(sp->passwd, passwd);
//创建连接
for (int index = 0; index < connect_pool_number; index++)
{
//创建失败
if (-1 == create_connect(sp, &(sp->sql_pool[index])))
{
sql_pool_destroy(sp);
return NULL;
}
printf("create database pool success\n");
sp->sql_pool[index].index = index;
sp->pool_number++;
}
return sp;
}
//创建连接
static int create_connect(sql_conn_pool *sp, sql_node *node)
{
int ret = 0;
int opt = 1;
//初始化对象并返回对象地址
if (NULL == mysql_init(&node->fd))
{
printf("mysql init error\n");
ret = -1;
}
else
{
//mysql_real_connect非线程安全，用前需要加锁
pthread_mutex_init(&node->mutex, NULL);
if (!(node->mysql_sock = mysql_real_connect(&node->fd, sp->ip, sp->user, sp->passwd, sp->db_name, sp->port, NULL, 0)))
{
printf("couldn't connect to engine! %s \n", mysql_error(&node->fd));
node->sql_state = DB_DISCONN;
ret = 1;
}
else
{
node->used = 0;
node->sql_state = DB_CONN;
mysql_options(&node->fd, MYSQL_OPT_RECONNECT, &opt);
opt = 3;//3s
mysql_options(&node->fd, MYSQL_OPT_CONNECT_TIMEOUT, &opt);
ret = 0;
}
}
return ret;
}
//销毁数据库连接池
void sql_pool_destroy(sql_conn_pool *sp)
{
for (int index = 0; index < sp->pool_number; index++)
{
if (NULL != sp->sql_pool[index].mysql_sock)
{
mysql_close(sp->sql_pool[index].mysql_sock);
sp->sql_pool[index].mysql_sock = NULL;
}
sp->sql_pool[index].sql_state = DB_DISCONN;
}
}
//从数据库连接池中获取一个未使用的连接
sql_node *get_db_connect_from_pool(sql_conn_pool *sp)
{
int start_index = 0, index = 0, loop_index;
int ping_ret;
srand((int)time(0));
start_index = rand() % sp->pool_number;
for (loop_index = 0; loop_index < sp->pool_number; loop_index++)
{
index = (start_index + loop_index) % sp->pool_number;
if (!pthread_mutex_trylock(&sp->sql_pool[index].mutex))
{
if (DB_DISCONN == sp->sql_pool[index].sql_state)
{
//重新连接
if (0 != create_connect(sp, &(sp->sql_pool[index])))
{
//重新连接失败
release_sock_to_sql_pool(&(sp->sql_pool[index]));
continue;
}
}
}
ping_ret = mysql_ping(sp->sql_pool[index].mysql_sock);
if (0 != ping_ret)
{
printf("mysql ping error!\n");
sp->sql_pool[index].sql_state = DB_DISCONN;
release_sock_to_sql_pool(&(sp->sql_pool[index]));
}
else
{
sp->sql_pool[index].used = 1;
break;
}
}
if (loop_index == sp->pool_number)
{
return NULL;
}
else
{
return &(sp->sql_pool[index]);
}
}
//将使用完的连接还给连接池
void release_sock_to_sql_pool(sql_node *node)
{
node->used = 0;
pthread_mutex_unlock(&node->mutex);
}
int main()
{
MYSQL_FIELD *fd;
sql_conn_pool *sp = sql_pool_create(POOL_NUMBER, "192.168.238.132", 3306, "yexin", "root", "1234567890");
sql_node *node = get_db_connect_from_pool(sp);
if (NULL == node)
{
printf("get sql pool node error.\n");
return -1;
}
if (mysql_query(&(node->fd), "delete from student where sno = '0174'"))
{
printf("query error.\n");
return -1;
}
else
{
printf("delete succeed!\n");
}
sql_pool_destroy(sp);
return 0;
}