数据库连接池（二）

一、配置项目所需的外部库和头文件
二、实现Connection类
三、实现线程安全懒汉式单例模式的连接池
四、实现连接池的构造函数

一、配置项目所需的外部库和头文件

需要先安装MySQL Server mysql库和头文件是安装MySQL Server才有。
1.右键项目-C/C++ -常规-添加包含目录中填写mysql.h头文件的路径
提示文件搜索可以使用everything
在这里插入图片描述
2.右键项目-链接器-常规-添加库目录填写libmysql.lib静态库的路径

3.右键项目-链接器-输入-添加依赖项填写静态库的名称

4.将mysql.dll动态库拷贝到项目文件路径下

二、实现Connection类

1.定义一个Connection类实现对MySQL Server中数据库进行CURD的操作。类中封装连接的唯一标识以及连接处于空闲状态的开始时间。

#ifndef CONNECTION_H
#define CONNECTION_H//雄关漫道真如铁，而今迈步从头越
#include <iostream>
#include <mysql.h>
#include <string>
#include <mutex>
#include "public.h"
class Connection {
public://初始化连接Connection();//关闭连接~Connection();//传入MySQL Server的ip地址，端口，用户名，密码，数据库名称，建立访问数据库的连接bool connect(std::string ip, unsigned short port, std::string user, std::string password, std::string dbname);//传入sql更新数据库bool update(std::string sql);//传入sql查询数据库MYSQL_RES* query(std::string sql);//更新连接进入空闲状态的开始时间void refreshIdleStartTime();//获取连接进入空闲状态的开始时间clock_t getIdleTime();
private:MYSQL* conn_;//标识一个连接clock_t idleStartTime_;//连接空闲开始时间};
#endif

2.将Connetion类中成员函数的声明和实现分离。实现成员函数，包括实现连接的初始化，连接的析构销毁，建立与数据库的连接，通过SQL语句对数据库更新和查询的函数。

#include "Connection.h"
//构造函数初始化mysql连接
std::mutex mtx;
Connection::Connection()
{std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);conn_ = mysql_init(nullptr);if (conn_ == nullptr) {std::cout << "conn_ == nullptr" << std::endl;}
}
//析构函数将mysql连接关闭
Connection::~Connection()
{if (conn_ != nullptr)mysql_close(conn_);
}
//传入MySQL Server的ip地址，开放端口，用户名，用户名密码,及访问的数据库，与MySQL Server建立连接
bool Connection::connect(std::string ip, unsigned short port, std::string user, std::string password,std::string dbname)
{MYSQL* p = mysql_real_connect(conn_, ip.c_str(), user.c_str(),password.c_str(), dbname.c_str(), port, nullptr, 0);return p != nullptr;
}
//传入的SQL语句对数据库进行更新
bool Connection::update(std::string sql)
{if (mysql_query(conn_, sql.c_str())){LOG("更新失败:" + sql);return false;}return true;
}
//传入查询的SQL语句获取查询的数据
MYSQL_RES* Connection::query(std::string sql)
{if (mysql_query(conn_, sql.c_str())){LOG("查询失败:" + sql);return nullptr;}return mysql_use_result(conn_);
}
//刷新连接的空闲开始时间
void Connection::refreshIdleStartTime() {idleStartTime_ = clock();
}
//获取连接进入空闲状态的时间
clock_t Connection::getIdleTime() { return clock()-idleStartTime_; }

三、实现线程安全懒汉式单例模式的连接池

1.将构造函数私有化。
2.将线程池的拷贝构造函数及赋值重载函数删除。
3.创建获取单例对象的接口函数。
使用static静态局部变量定义一个连接池，因为创建一个静态局部变量是线程安全的，在底层会创建操作加锁，保证操作是原子的，静态局部变量只会定义一次，只有在调用获取连接池的接口时才会定义。这符合线程安全的懒汉单例模式，返回静态局部线程池的地址。
线程池中封装了的成员变量有：想要访问数据库服务器的ip地址，用于数据库访问的端口号，用于连接认证的用户名和用户名密码，想要访问的数据库名称，用于初始化空闲连接队列的初始连接量，限制连接数量的最大连接量，当前创建了的连接数量，连接的最大空闲时间，连接的超时时间，用于等待空闲连接池不为空的条件变量，用于等待连接池是空的条件变量，用于保证线程互斥的互斥锁以及存储空闲连接的队列。
线程池中封装了的成员方法有：
连接池的构造函数，通过加载配置文件初始化连接池的各成员变量。
为外部提供获取连接池的接口函数。
为消费线程提供的消费连接的线程函数。
为生产线程提供的生产连接的生产函数。
为销毁线程提供的销毁连接的销毁函数。
ConnectionPool.h

#ifndef CONNECTIONPOOL_H
#define CONNECTIONPOOL_H#include "Connection.h"
#include <thread>
#include <queue>
#include <condition_variable>
#include <mutex>
#include <functional>
#include <atomic>
//将连接池设计成单例模式
class ConnectionPool {
private://初始化线程池ConnectionPool();//加载配置文件初始化连接池bool loadConfigFile();
public://释放连接池资源~ConnectionPool();//给外部提供获取线程池的接口static ConnectionPool* getConnectionPool();//为外部消费线程提供消费连接函数接口std::shared_ptr<Connection> consumeFunc();//为生产线程提供生产连接函数void produceFunc();//为销毁线程提供的销毁连接函数void destroyFunc();ConnectionPool(const Connection&)= delete;ConnectionPool& operator=(const Connection&)= delete;
private:std::string ip_;//MySQL Server的ip地址unsigned short port_;//MySQL Server开放的端口号std::string userName_;//用户名   用户名密码数据库用于连接认证std::string passWord_;//用户对应的密码std::string dbName_;//访问的数据库int initConnSize_;//初始连接量int maxConnSize_;//最大连接量int maxIdleTime_;//连接的最大空闲时间int connTimeOut_;//申请连接的超时时间std::atomic_int curConnSize_;//当前连接的数量std::condition_variable empty_;//等待连接数量不等于最大连接量时使用的条件变量std::condition_variable notEmpty_;//等待空闲连接队列不为空时使用的条件变量std::mutex mtx_;//保证线程互斥使用的互斥锁std::queue<Connection*> idleConnectionQue_;//空闲连接队列
};#endif

四、实现连接池的构造函数

1.通过加载配置文件获取连接池的属性，对连接池进行初始化。

#配置文件  
#配置线程池的属性
ip=127.0.0.1
port=3306
userName=root
passWord=CQUPTyyy
dbName=chat
initConnSize=10
maxConnSize=1024
#秒
maxIdleTime=60 
#毫秒
connTimeOut=100

#include "ConnectionPool.h"
//加载配置文件
bool ConnectionPool::loadConfigFile() {FILE* fp = fopen("mysql.ini", "r");if (fp==nullptr) {LOG("mysql.init open fail");return false;}while (!feof(fp)) {char buffer[1024];fgets(buffer, sizeof(buffer), fp);std::string s = buffer;int startIndex = s.find("=");if (startIndex == std::string::npos)continue;int endIndex = s.find("\n");if (endIndex == std::string::npos)continue;std::string key = s.substr(0, startIndex);std::string value = s.substr(startIndex + 1, endIndex - 1 - startIndex);if (key == "ip")ip_ = value;else if (key == "port")port_ = std::stoi(value);else if (key == "userName")userName_ = value;else if (key == "passWord")passWord_ = value;else if (key == "dbName")dbName_ = value;else if (key == "initConnSize")initConnSize_ = stoi(value);else if (key == "maxConnSize")maxConnSize_ = stoi(value);else if (key == "maxIdleTime")maxIdleTime_ = stoi(value);else if (key == "connTimeOut")connTimeOut_ = stoi(value);}return true;
}

2.实现构造函数，通过加载配置文件对连接池的参数属性进行初始化，创建initSize个连接放到空闲连接队列中，并启动生产连接的线程和销毁连接的线程。

//初始化连接池
ConnectionPool::ConnectionPool():curConnSize_(0) {//加载配置文件，初始连接池的属性if (loadConfigFile()==false) {LOG("loadConfigFile fail");exit(1);}for (int i = 0; i < initConnSize_; ++i) {Connection* p = new Connection();p->connect(ip_, port_, userName_, passWord_, dbName_);p->refreshIdleStartTime();idleConnectionQue_.push(p);curConnSize_++;}std::thread produceThread(std::bind(&ConnectionPool::produceFunc,this));std::thread destroyThread(std::bind(&ConnectionPool::destroyFunc, this));produceThread.detach();destroyThread.detach();
}