數據庫連接性能深度探索
當你在設計一個數據庫應用程序時，有時你可能覺得數據庫連接類型并不重要，如果真這樣的話你就大錯特錯了，下面列舉出一些原因說明連接類型為什么是如此重要：
◆相對數據庫應用程序執行的其它任務而言，創建數據庫連接是最消耗系統資源的了
◆打開數據庫連接時在服務器端和客戶端消耗的內存都是比較多的
◆建立一個連接時需要在服務器和客戶端之間往返多次
◆連接打開過多可能造成內存不足，引起從內存中換頁轉移到磁盤上換頁，這樣性能就會顯著下降
◆以目前流行的架構，大多數應用程序都是使用連接池，這樣性能會有所提升，但許多時候連接池調整不好也會引起性能顯著下降，連接池的設計、調整和監控難度都比較大
實現連接的步驟如下：
◆從連接池獲得一個連接
◆按需要一次只創建一個連接
正確的決策主要依賴于數據庫服務器的CPU和內存條件。
為什么連接開銷比較大?
開發人員經常認為建立一個數據庫是一個簡單的要求，不就是在數據庫服務器和初始化用戶之間的一個網絡往返嗎，但實際上，一個數據庫連接在驅動和數據庫服務器之間有多次網絡往返，例如，當某個驅動連接到Oracle或Sybase時，這個連接會有7到10和網絡往返，執行了一系列的動作：
◆校驗用戶的身份證書
◆在數據庫驅動期望的代碼頁設置和數據庫可用的代碼頁設置之間進行協商(如果必要的話)
◆獲取數據庫版本信息
◆確定用于通信的最理想的數據庫協議包大小
◆設置會話設置
此外，數據庫管理（開發人員承擔數據庫管理員職責時的最佳做法）系統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和內存分配，你可能會認為將應用程序部署到數據庫服務器上會消除網絡往返，在大多數情況下這并不現實，因為現實世界中大部分企業并不會這么干，它們有很多的應用程序，有很多的數據庫，此外，數據庫服務器都會為數據庫系統進行精心的性能調整，一般不會為不同的應用程序進行調整，即使可以在一臺機器上安裝數據庫和應用程序，但這樣也會有單點故障的隱患。
使用連接池
連接池是一個和多個可重復使用的物理數據庫連接的緩存，連接池可以顯著提高性能，因為重復使用連接可以有效減少建立物理連接的系統開銷，這里必須要說明的是你的數據庫服務器必須要有足夠的內存來管理連接池中的連接。
我們討論的重點是客戶端連接池(由數據庫驅動和應用程序服務器提供的連接池)而不是服務器端的連接池(由數據庫管理系統提供的連接池)，有些數據庫管理系統提供的連接池要和客戶端連接池一起工作，雖然不同的服務器端連接池各有特色，但總體目標都是為了消除建立和移除連接時數據庫服務器的系統開銷。和客戶端連接池不一樣，服務器端連接池不會優化到應用程序的網絡往返。
正如我們在前面提到的，連接到數據庫的系統開銷是比較大的，因為數據庫驅動的資源分配(在驅動和數據庫之間的網絡往返)和數據庫服務器上的資源分配開銷都比較大，客戶端連接池只能解決數據庫服務器上自由分配的問題。
連接池如何工作
在連接池環境中，一旦建立了初始化物理連接，它就很可能在環境的生命周期內都不會關閉，即當應用程序斷開連接后，物理連接不會關閉，相反，它仍然存在于連接池中，可以被重復使用，因此重新建立連接的速度就更快。下面對連接池如何工作做一個簡單的介紹：
◆當應用程序或應用程序服務器啟動時，連接池中開始進駐連接;
◆應用程序產生一個連接請求;
◆由驅動或連接池管理器(依賴于你的架構)從連接池中分配一個連接給應用程序，不用再建立新的連接，這意味著在驅動和服務器之間不會產生網絡往返，因為池中的連接是可用的，因此連接速度就更快了;
◆應用程序連接到數據庫;
◆當連接關閉時，它被放回連接池中。
什么時候不使用連接池
有些應用程序不適合使用連接池，如果你的應用程序具有下列特征就不適合使用連接池，實際上，在這些應用程序上強制使用連接池反而會導致性能下降：
◆應用程序每天會重新啟動多次：這通常出現在沒有使用應用程序服務器的架構中，依賴于連接池的配置，應用程序每次啟動時可能都會向連接池寫入一條記錄，這樣反而增加了連接池的系統開銷;
◆單用戶應用程序，如報表書寫程序：如果你的應用程序只需要為一個用戶建立一個連接，這個時候使用連接池就顯得多余了;
◆運行單用戶批處理作業的應用程序，如每日/周/月報告程序：連接池并不適合于批處理作業應用程序，因為批處理作業往往只有一個連接，而且批處理作業往往是在業務低谷期間執行的。
當你的應用程序沒有使用連接池時，最好不要在執行SQL語句時頻繁地連接和斷開連接，因為每次連接都會產生5-10次網絡請求。
設計連接
我們以一個實際例子來說明該如何設計數據庫連接，環境詳細情況如下：
◆環境包括的中間層必須支持20-100個并發的數據庫用戶，性能是關鍵
◆中間層和數據庫服務器上CPU和內存都是充足的
◆數據庫是Oracle，SQL Server，Sybase或DB 2
◆應用程序使用的API是ODBC，JDBC或ADO.NET
◆數據庫服務器有25個連接許可
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個連接，每個語句一個連接
◆解決方案2：使用連接池，最大支持5個連接，每5個語句1個連接
每5-25個語句使用一個連接
這個例子中最關鍵是中間層和數據庫服務器要有足夠的CPU和內存容量，同時數據庫服務器要有足夠的許可，其它信息都與數據庫連接設計沒什么關系。
解決方案1是最佳的，它比其它兩個方案都執行得要好，因為每個連接執行一個語句速度更快，解決方案2和3的架構都是多個語句使用一個連接，單個連接會成為瓶頸。
小結
許多因素都會影響到性能，有些可能超出了你的控制范圍，但經過精心設計應用程序和中間層配置，可以使性能趨于理想狀態，在設計應用程序時建議最好使用數據庫連接池或按需要一次創建一個連接。
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