面試官：為什麽資料庫連線很消耗資源？一下懵了！

背景

開發應用程式久了，總想刨根問底，尤其對一些有公共答案的問題。大家都能解釋，但是追根究底，都解釋不清。凡是都有為什麽，而且用數位說明問題是最直觀的。

本文主要想探究一下連線資料庫的細節，尤其是在 Web 套用中要使用資料庫來連線池，以免每次發送一次請求就重新建立一次連線。

對於這個問題，答案都是一致的，建立資料庫連線很耗時，但是這個耗時是都多少呢，又是分別在哪些方面產生的耗時呢？

分析

本文以連線 MySQL 資料庫為例，因為 MySQL 資料庫是開源的，其通訊協定是公開的，所以我們能夠詳細分析建立連線的整個過程。

在本文中，消耗資源的分析主要集中在網路上，當然，資源也包括記憶體、CPU 等計算資源，使用的程式語言是 Java，但是不排除程式語言也會有一定的影響。

首先先看一下連線資料庫的 Java 程式碼，如下：

class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
String name = "shine_user";
String password = "123";
String url = "jdbc:mysql://172.16.100.131:3306/clever_mg_test";
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, name, password);
// 之後程式終止，連線被強制關閉

然後透過「Wireshark」分析整個連線的建立過程，如下：

在上圖中顯示的連線過程中，可以看出 MySQL 的通訊協定是基於 TCP 傳輸協定的，而且該協定是二進制協定，不是類似於 HTTP 的文本協定。

其中建立連線的過程具體如下：

使用者驗證成功之後，會進行一些連線變量的設定，比如字元集、是否自動送出事務等，其間會有多次數據的互動。完成了這些步驟後，才會執行真正的數據查詢和更新等操作。

在本文的測試中，只用了 5 行程式碼來建立連線，但是並沒有透過該連線去執行任何操作，所以在程式執行完畢之後，連線不是透過 Connection.close() 關閉的，而是由於程式執行完畢，導致行程終止，造成與資料庫的連線異常關閉，所以最後會出現 TCP 的 RST 報文。

在這個最簡單的程式碼中，沒有設定任何額外的連線內容，所以在設定內容上占用的時間可以認為是最少的（其實，雖然我們沒有設定任何內容，但是驅動仍然設定了字元集、事務自動送出等，這取決於具體的驅動實作），所以整個連線所使用的時間可以認為是最少的。

但從統計資訊中可以看出，在不包括最後 TCP 的 RST 報文時（因為該報文不需要伺服器返回任何響應），但是其中仍需在客戶端和伺服器之間進行往返「7」次，「也就是說完成一次連線，可以認為，數據在客戶端和伺服器之間需要至少往返 7 次」。

從時間上來看，從開始 TCP 的三次握手，到最終連線強制斷開為止（不包括最後的 RST 報文），總共花費了：

10.416042 - 10.190799 = 0.225243s = 225.243ms


這意味著，建立一次資料庫連線需要 225ms，而這還是還可以認為是最少的，當然「花費的時間可能受到網路狀況、資料庫伺服器效能以及套用程式碼是否高效的影響」，但是這裏只是一個最簡單的例子，已經足夠說明問題了！

由於上面是程式異常終止了，但是在正常的應用程式中，連線的關閉一般都是透過 Connection.close() 完成的。

程式碼如下：

class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
String name = "shine_user";
String password = "123";
String url = "jdbc:mysql://172.16.100.131:3306/clever_mg_test";
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, name, password);
conn.close();

這樣的話，情況發生了變化，主要體現在與資料庫連線的斷開，如上圖：

這裏是完整地完成了從資料庫連線的建立到關閉，整個過程花費了：

747.284311 - 747.100954 = 0.183357s = 183.357ms


這裏可能也有網路狀況的影響，比上述的 225ms 少了，但是也幾乎達到了 200ms 的級別。

那麽問題來了，想象一下這個場景，對於一個日活 2 萬的網站來說，假設每個使用者只會發送 5 個請求，那麽一天就是 10 萬個請求。

對於建立資料庫連線，我們保守一點計算為 150ms 好了，那麽一天當中花費在建立資料庫連線的時間有（還不包括執行查詢和更新操作）：

100000 * 150ms = 15000000ms = 15000s = 250min = 4.17h


也就說每天花費在建立資料庫連線上的時間已經達到「4 個小時」，所以說資料庫連線池是必須的嘛。

而且當日活增延長，單單使用資料庫連線池也不能完全保證你的服務能夠正常執行，還需要考慮其他的解決方案。

例如：

總結

當然這不是本文的主要內容，本文想要闡述的核心思想只有一個，資料庫連線真的很耗時，所以不要頻繁的建立連線。

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作者：lmy86263

來源：https://blog.csdn.net/lmy86263/article/details/76165714

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