當(dāng)你在設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序時(shí)，有時(shí)你可能覺得數(shù)據(jù)庫(kù)連接類型并不重要，如果真這樣的話你就大錯(cuò)特錯(cuò)了，下面列舉出一些原因說明連接類型為什么是如此重要：

◆相對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序執(zhí)行的其它任務(wù)而言，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)連接是最消耗系統(tǒng)資源的了

◆打開數(shù)據(jù)庫(kù)連接時(shí)在服務(wù)器端和客戶端消耗的內(nèi)存都是比較多的

◆建立一個(gè)連接時(shí)需要在服務(wù)器和客戶端之間往返多次

◆連接打開過多可能造成內(nèi)存不足，引起從內(nèi)存中換頁(yè)轉(zhuǎn)移到磁盤上換頁(yè)，這樣性能就會(huì)顯著下降

◆以目前流行的架構(gòu)，大多數(shù)應(yīng)用程序都是使用連接池，這樣性能會(huì)有所提升，但許多時(shí)候連接池調(diào)整不好也會(huì)引起性能顯著下降，連接池的設(shè)計(jì)、調(diào)整和監(jiān)控難度都比較大

實(shí)現(xiàn)連接的步驟如下：

◆從連接池獲得一個(gè)連接

◆按需要一次只創(chuàng)建一個(gè)連接

正確的決策主要依賴于數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的CPU和內(nèi)存條件。

為什么連接開銷比較大?

開發(fā)人員經(jīng)常認(rèn)為建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)簡(jiǎn)單的要求，不就是在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和初始化用戶之間的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)往返嗎，但實(shí)際上，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接在驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間有多次網(wǎng)絡(luò)往返，例如，當(dāng)某個(gè)驅(qū)動(dòng)連接到Oracle或Sybase時(shí)，這個(gè)連接會(huì)有7到10和網(wǎng)絡(luò)往返，執(zhí)行了一系列的動(dòng)作：

◆校驗(yàn)用戶的身份證書

◆在數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)期望的代碼頁(yè)設(shè)置和數(shù)據(jù)庫(kù)可用的代碼頁(yè)設(shè)置之間進(jìn)行協(xié)商(如果必要的話)

◆獲取數(shù)據(jù)庫(kù)版本信息

◆確定用于通信的最理想的數(shù)據(jù)庫(kù)協(xié)議包大小

◆設(shè)置會(huì)話設(shè)置

此外，數(shù)據(jù)庫(kù)管理（開發(fā)人員承擔(dān)數(shù)據(jù)庫(kù)管理員職責(zé)時(shí)的最佳做法）系統(tǒng)要確定建立連接使用的資源，包括性能開銷較大的磁盤I/O和內(nèi)存分配，你可能會(huì)認(rèn)為將應(yīng)用程序部署到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上會(huì)消除網(wǎng)絡(luò)往返，在大多數(shù)情況下這并不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)世界中大部分企業(yè)并不會(huì)這么干，它們有很多的應(yīng)用程序，有很多的數(shù)據(jù)庫(kù)，此外，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器都會(huì)為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行精心的性能調(diào)整，一般不會(huì)為不同的應(yīng)用程序進(jìn)行調(diào)整，即使可以在一臺(tái)機(jī)器上安裝數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用程序，但這樣也會(huì)有單點(diǎn)故障的隱患。

使用連接池

連接池是一個(gè)和多個(gè)可重復(fù)使用的物理數(shù)據(jù)庫(kù)連接的緩存，連接池可以顯著提高性能，因?yàn)橹貜?fù)使用連接可以有效減少建立物理連接的系統(tǒng)開銷，這里必須要說明的是你的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器必須要有足夠的內(nèi)存來管理連接池中的連接。

我們討論的重點(diǎn)是客戶端連接池(由數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)和應(yīng)用程序服務(wù)器提供的連接池)而不是服務(wù)器端的連接池(由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供的連接池)，有些數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供的連接池要和客戶端連接池一起工作，雖然不同的服務(wù)器端連接池各有特色，但總體目標(biāo)都是為了消除建立和移除連接時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的系統(tǒng)開銷。和客戶端連接池不一樣，服務(wù)器端連接池不會(huì)優(yōu)化到應(yīng)用程序的網(wǎng)絡(luò)往返。

正如我們?cè)谇懊嫣岬降模B接到數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)開銷是比較大的，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)的資源分配(在驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)庫(kù)之間的網(wǎng)絡(luò)往返)和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上的資源分配開銷都比較大，客戶端連接池只能解決數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上自由分配的問題。

連接池如何工作

在連接池環(huán)境中，一旦建立了初始化物理連接，它就很可能在環(huán)境的生命周期內(nèi)都不會(huì)關(guān)閉，即當(dāng)應(yīng)用程序斷開連接后，物理連接不會(huì)關(guān)閉，相反，它仍然存在于連接池中，可以被重復(fù)使用，因此重新建立連接的速度就更快。下面對(duì)連接池如何工作做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹：

◆當(dāng)應(yīng)用程序或應(yīng)用程序服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)，連接池中開始進(jìn)駐連接;

◆應(yīng)用程序產(chǎn)生一個(gè)連接請(qǐng)求;

◆由驅(qū)動(dòng)或連接池管理器(依賴于你的架構(gòu))從連接池中分配一個(gè)連接給應(yīng)用程序，不用再建立新的連接，這意味著在驅(qū)動(dòng)和服務(wù)器之間不會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)往返，因?yàn)槌刂械倪B接是可用的，因此連接速度就更快了;

◆應(yīng)用程序連接到數(shù)據(jù)庫(kù);

◆當(dāng)連接關(guān)閉時(shí)，它被放回連接池中。

什么時(shí)候不使用連接池

有些應(yīng)用程序不適合使用連接池，如果你的應(yīng)用程序具有下列特征就不適合使用連接池，實(shí)際上，在這些應(yīng)用程序上強(qiáng)制使用連接池反而會(huì)導(dǎo)致性能下降：

◆應(yīng)用程序每天會(huì)重新啟動(dòng)多次：這通常出現(xiàn)在沒有使用應(yīng)用程序服務(wù)器的架構(gòu)中，依賴于連接池的配置，應(yīng)用程序每次啟動(dòng)時(shí)可能都會(huì)向連接池寫入一條記錄，這樣反而增加了連接池的系統(tǒng)開銷;

◆單用戶應(yīng)用程序，如報(bào)表書寫程序：如果你的應(yīng)用程序只需要為一個(gè)用戶建立一個(gè)連接，這個(gè)時(shí)候使用連接池就顯得多余了;

◆運(yùn)行單用戶批處理作業(yè)的應(yīng)用程序，如每日/周/月報(bào)告程序：連接池并不適合于批處理作業(yè)應(yīng)用程序，因?yàn)榕幚碜鳂I(yè)往往只有一個(gè)連接，而且批處理作業(yè)往往是在業(yè)務(wù)低谷期間執(zhí)行的。

當(dāng)你的應(yīng)用程序沒有使用連接池時(shí)，最好不要在執(zhí)行SQL語(yǔ)句時(shí)頻繁地連接和斷開連接，因?yàn)槊看芜B接都會(huì)產(chǎn)生5-10次網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求。

設(shè)計(jì)連接

我們以一個(gè)實(shí)際例子來說明該如何設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，環(huán)境詳細(xì)情況如下：

◆環(huán)境包括的中間層必須支持20-100個(gè)并發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)用戶，性能是關(guān)鍵

◆中間層和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上CPU和內(nèi)存都是充足的

◆數(shù)據(jù)庫(kù)是Oracle，SQL Server，Sybase或DB 2

◆應(yīng)用程序使用的API是ODBC，JDBC或ADO.NET

◆數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器有25個(gè)連接許可

下面是一些可行的解決方案：

◆解決方案1：使用連接池，最大支持20個(gè)連接，每個(gè)語(yǔ)句一個(gè)連接

◆解決方案2：使用連接池，最大支持5個(gè)連接，每5個(gè)語(yǔ)句1個(gè)連接

每5-25個(gè)語(yǔ)句使用一個(gè)連接

這個(gè)例子中最關(guān)鍵是中間層和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器要有足夠的CPU和內(nèi)存容量，同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器要有足夠的許可，其它信息都與數(shù)據(jù)庫(kù)連接設(shè)計(jì)沒什么關(guān)系。

解決方案1是最佳的，它比其它兩個(gè)方案都執(zhí)行得要好，因?yàn)槊總€(gè)連接執(zhí)行一個(gè)語(yǔ)句速度更快，解決方案2和3的架構(gòu)都是多個(gè)語(yǔ)句使用一個(gè)連接，單個(gè)連接會(huì)成為瓶頸。

小結(jié)

許多因素都會(huì)影響到性能，有些可能超出了你的控制范圍，但經(jīng)過精心設(shè)計(jì)應(yīng)用程序和中間層配置，可以使性能趨于理想狀態(tài)，在設(shè)計(jì)應(yīng)用程序時(shí)建議最好使用數(shù)據(jù)庫(kù)連接池或按需要一次創(chuàng)建一個(gè)連接。

【編輯推薦】

1. DB2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的三個(gè)建議
2. NoSQL真的能終結(jié)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)？
3. Oracle服務(wù)器參數(shù)文件維護(hù)的四個(gè)技巧
4. 優(yōu)化SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)查詢技巧
5. DB2數(shù)據(jù)庫(kù)基本操作指令30條