介绍

为提高mysql的访问性能，可增加连接池。为什么他能提高性能： mysql是基于C/S架构，从客户端到服务器，一条sql的执行流程：tcp三次握手->mysql连接认证->执行sql->关闭mysql连接->tcp四次挥手 每次数据库都需要这5步太耗时，连接池缓存连接，后续直接用，5步变1步。

连接池原理

一般设置成单例，用一个队列存放所有的空闲连接。
组成部分：

1.  认证所需的信息
2. 初始连接数：创建单例时，构造函数就会创建初始连接数量的连接，以供使用
3. 最大连接数：存在的连接数不能超过它
4. 连接超时时间：当获取一条连接花费的时间超过此时间，则返回(如连接数达到最大了，又没有人释放)
5. 最大空闲时间：当连接在队列里存活的时间超过了此时间，且连接数>初始连接数，就删除多余连接直至初始连接数

代码示例，完整代码见https://github.com/1412771048/connect_pool：

#pragma once
#include <string>
#include <queue>
#include <mutex>
#include <atomic>
#include <thread>
#include <memory>
#include <condition_variable>
#include <functional>#include "mysql.hpp"
#include "SimpleIni.h"//连接池类
class ConnectPool {
public:ConnectPool(const ConnectPool&) = delete;ConnectPool(ConnectPool&&) = delete;ConnectPool& operator=(const ConnectPool&) = delete;ConnectPool& operator=(ConnectPool&&) = delete;~ConnectPool() = default;static ConnectPool& GetInstance();//给外部提供的接口：从连接池获取一条连接，且用智能指针管理，自定义删除器，使其析构时归还连接而不是释放连接std::unique_ptr<MySql, std::function<void(MySql*)>> GetConnection(); 
private:ConnectPool();               // 构造函数私有化,单例bool LoadConfig();           // 加载配置文件std::string ip_;             // mysql的ipuint16_t port_;              // mysql的portstd::string username_;       // 登录mysql的用户名 std::string password_;       // 登录mysql的密码std::string database_;       // 要访问的数据库名uint32_t initSize_;          // 初始连接数uint32_t maxSize_;           // 最大连接数uint16_t maxIdleTime_;       // 最大空闲时间 sint connectTimeout_;         // 获取连接的超时时间 msstd::queue<MySql*> connQue_;       // 存储空闲连接的队列std::mutex queueMtx_;              // 保护队列的互斥锁std::condition_variable cv_;       //条件变量std::atomic<uint16_t> connectCnt_; //记录连接的总数，且是线程安全的
};ConnectPool& ConnectPool::GetInstance() {static ConnectPool pool; //静态局部变量的初始化是线程安全的return pool;
}bool ConnectPool::LoadConfig() {CSimpleIniA ini;if (ini.LoadFile("mysql.conf") < 0) {return false;}ip_ = ini.GetValue("mysql", "ip");port_ = std::stoi(ini.GetValue("mysql", "port"));username_ = ini.GetValue("mysql", "username");password_ = ini.GetValue("mysql", "password");database_ = ini.GetValue("mysql", "database");initSize_ = std::stoi(ini.GetValue("mysql", "initSize"));maxSize_ = std::stoi(ini.GetValue("mysql", "maxSize"));maxIdleTime_ = std::stoi(ini.GetValue("mysql", "maxIdleTime"));connectTimeout_ = std::stoi(ini.GetValue("mysql", "connectTimeout"));return true;
}ConnectPool::ConnectPool() {if (!LoadConfig()) {return;}//连接池第一次时先创建初始数量的连接供外部使用for (int i = 0; i < initSize_; ++i) {MySql* p = new MySql;while (1) {if (p->connect(ip_, port_, username_, password_, database_)) {break;}}//出循环就一定连接上了connQue_.push(p);p->refreshAliveTime();++connectCnt_;}//创建一个生产者线程，等待连接不够请求再创建的请求std::thread produce([&](){while (1) {std::unique_lock<std::mutex> lock(queueMtx_);while (!connQue_.empty()) {//说明初始连接数都没用完cv_.wait(lock);}//被唤醒说明初始连接数用完且不够了，拿到锁开始生产if (connectCnt_ < maxSize_) {MySql* p = new MySql;while (1) {if (p->connect(ip_, port_, username_, password_, database_)) {break;}}//出循环就一定连接上了connQue_.push(p);p->refreshAliveTime();++connectCnt_;}//通知等待的消费者们cv_.notify_all();}});//函数较短就原地写，长就拆走，也可用std::bindproduce.detach();//开一个线程专门扫描超过最大空闲时间，进行连接回收std::thread scan([&](){while (1) {//用sleep模拟定时,每次睡一个最大空闲时间std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(maxIdleTime_));//可能会操作队列，要加锁std::unique_lock<std::mutex> lock(queueMtx_);while (connectCnt_ > initSize_) {//队首元素的存活时间最长，若它都没超过最大空闲时间，则可以不用判断了MySql* p = connQue_.front();if (p->GetAliveTime() < (maxIdleTime_ * 1000)) {break;} connQue_.pop();--connectCnt_;delete p;}}});scan.detach();
}std::unique_ptr<MySql, std::function<void(MySql*)>> ConnectPool::GetConnection() {std::unique_lock<std::mutex> lock(queueMtx_);if (connQue_.empty()) {//等待，时间若未被唤醒，也自动醒cv_.wait_for(lock, std::chrono::milliseconds(connectTimeout_));if (connQue_.empty()) {return nullptr; //获取连接超时}}//能走到这：要么队列不为空，要么队列为空被唤醒后不为空//自定义删除器，当客户端调用此函数获取连接，用完后，智能指针析构->归还连接std::unique_ptr<MySql, std::function<void(MySql*)>> sp(connQue_.front(), [&](MySql* p){std::unique_lock<std::mutex> lock(queueMtx_);connQue_.push(p);p->refreshAliveTime();});connQue_.pop();//消费后若队列空，则通知生产者if (connQue_.empty()) {cv_.notify_all();}return sp;
}