连接池技术：简单而强大的加速数据库访问方法

sudo apt-get install mysql-server

# 切换系统账户，$
sudo su
# 进入mysql,#
mysql
# 查看用户表，mysql> 
select user, plugin from mysql.user;
# 修改root密码，mysql> 
update mysql.user set authentication_string=PASSWORD('123456'), plugin='mysql_native_password' where user='root';
# 刷新，mysql> 
flush privileges;
# 退出mysql，mysql> 
exit
# 重启服务,#
service mysql restart

sudo apt-get install libmysqlclient-dev

# 创建mysql_pool_test的数据库，mysql>
create database mysql_pool_test;
# 查看所有数据库，mysql>
show databases;

# 查看最大连接数。mysql>
show variables like "max_connections";
# 结果显示如下：
# mysql> show variables like "max_connections";                                   
# +-----------------+-------+
# | Variable_name   | Value |
# +-----------------+-------+
# | max_connections | 151   |
# +-----------------+-------+
# 1 row in set (0.00 sec)
#
# 默认连接数量这里只有151，可以根据自己需要修改。比如可以临时设置为1000
set GLOBAL max_connections=1000;

CDBPool::CDBPool(
const char *pool_name, 
const char *db_server_ip, 
uint16_t db_server_port,
const char *username, 
const char *password, 
const char *db_name, 
int max_conn_cnt)
{
	m_pool_name = pool_name;
	m_db_server_ip = db_server_ip;
	m_db_server_port = db_server_port;
	m_username = username;
	m_password = password;
	m_db_name = db_name;
	m_db_max_conn_cnt = max_conn_cnt;	// 
	m_db_cur_conn_cnt = MIN_DB_CONN_CNT; // 最小连接数量
}

// 连接对象初始化
int CDBConn::Init()
{
	m_mysql = mysql_init(NULL);	// mysql_标准的mysql c client对应的api
	if (!m_mysql)
	{
		log_error("mysql_init failed\n");
		return 1;
	}

	my_bool reconnect = true;
	mysql_options(m_mysql, MYSQL_OPT_RECONNECT, &reconnect);	// 配合mysql_ping实现自动重连
	mysql_options(m_mysql, MYSQL_SET_CHARSET_NAME, "utf8mb4");	// 设置字符集，utf8mb4和utf8区别

	// ip 端口 用户名 密码 数据库名
	if (!mysql_real_connect(m_mysql, m_pDBPool->GetDBServerIP(), m_pDBPool->GetUsername(), m_pDBPool->GetPasswrod(),
							m_pDBPool->GetDBName(), m_pDBPool->GetDBServerPort(), NULL, 0))
	{
		log_error("mysql_real_connect failed: %s\n", mysql_error(m_mysql));
		return 2;
	}

	return 0;
}
// 连接对象的构造函数
CDBConn::CDBConn(CDBPool *pPool)
{
	m_pDBPool = pPool;
	m_mysql = NULL;
}
// 连接对象的析构函数
CDBConn::~CDBConn()
{
	if (m_mysql)
	{
		mysql_close(m_mysql);
	}
}
// ......

// pool 初始化
int CDBPool::Init()
{
	// 创建固定最小的连接数量
	for (int i = 0; i < m_db_cur_conn_cnt; i++)
	{
		CDBConn *pDBConn = new CDBConn(this);//新建一个连接
		int ret = pDBConn->Init();// 初始化连接
		if (ret)
		{
			delete pDBConn;
			return ret;// 失败返回
		}

		m_free_list.push_back(pDBConn);// 将连接对象放入到容器中管理
	}
	return 0;
}

/*
 *TODO: 增加保护机制，把分配的连接加入另一个队列，这样获取连接时，如果没有空闲连接，
 *TODO: 检查已经分配的连接多久没有返回，如果超过一定时间，则自动收回连接，放在用户忘了调用释放连接的接口
 * timeout_ms默认为 0死等
 * timeout_ms >0 则为等待的时间
 */
CDBConn *CDBPool::GetDBConn(const int timeout_ms)
{
	std::unique_lock<std::mutex> lock(m_mutex);
	if(m_abort_request) 
	{
		log_warn("have aboort\n");
		return NULL;
	}

	if (m_free_list.empty())		// 当没有连接可以用时
	{
		// 第一步先检测 当前连接数量是否达到最大的连接数量 
		if (m_db_cur_conn_cnt >= m_db_max_conn_cnt)
		{
			// 如果已经到达了，看看是否需要超时等待
			if(timeout_ms <= 0)		// 死等，直到有连接可以用 或者 连接池要退出
			{
				log_info("wait ms:%d\n", timeout_ms);
				m_cond_var.wait(lock, [this] 
				{
					// 当前连接数量小于最大连接数量 或者请求释放连接池时退出
					return (!m_free_list.empty()) | m_abort_request;
				});
			} else {
				// return如果返回 false，继续wait(或者超时),  如果返回true退出wait
				// 1.m_free_list不为空
				// 2.超时退出
				// 3. m_abort_request被置为true，要释放整个连接池
				m_cond_var.wait_for(lock, std::chrono::milliseconds(timeout_ms), [this] {
					// log_info("wait_for:%d, size:%d\n", wait_cout++, m_free_list.size());
					return (!m_free_list.empty()) | m_abort_request;
				});
				// 带超时功能时还要判断是否为空
				if(m_free_list.empty()) 	// 如果连接池还是没有空闲则退出
				{
					return NULL;
				}
			}

			if(m_abort_request) 
			{
				log_warn("have aboort\n");
				return NULL;
			}
		}
		else // 还没有到最大连接则创建连接
		{
			CDBConn *pDBConn = new CDBConn(this);	//新建连接
			int ret = pDBConn->Init();
			if (ret)
			{
				log_error("Init DBConnecton failed\n\n");
				delete pDBConn;
				return NULL;
			}
			else
			{
				m_free_list.push_back(pDBConn);
				m_db_cur_conn_cnt++;
			}
		}
	}

	CDBConn *pConn = m_free_list.front();	// 获取连接
	m_free_list.pop_front();	// STL 吐出连接，从空闲队列删除

	return pConn;
}

void CDBPool::RelDBConn(CDBConn *pConn)
{
	std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex);

	list<CDBConn *>::iterator it = m_free_list.begin();
	for (; it != m_free_list.end(); it++)	// 避免重复归还
	{
		if (*it == pConn)	
		{
			break;
		}
	}

	if (it == m_free_list.end())
	{
		m_free_list.push_back(pConn);
		m_cond_var.notify_one();		// 通知取队列
	} else 
	{
		log_error("RelDBConn failed\n");
	}
}

// 释放连接池
CDBPool::~CDBPool()
{
	std::lock_guard<std::mutex> lock(m_mutex);
	m_abort_request = true;
	m_cond_var.notify_all();		// 通知所有在等待的

	for (list<CDBConn *>::iterator it = m_free_list.begin(); it != m_free_list.end(); it++)
	{
		CDBConn *pConn = *it;
		delete pConn;
	}

	m_free_list.clear();
}

my_bool reconnect = true;
mysql_options(m_mysql, MYSQL_OPT_RECONNECT, &reconnect);	// 配合mysql_ping实现自动重连

int STDCALL mysql_ping(MYSQL *mysql);