连接池是管理数据库连接的软件组件。这可以通过多种方式帮助提高资源利用率，帮助实现负载平衡或故障转移，并且可以大大减少事务时间。在这篇博文中，我们将了解什么是连接池以及如何配置它。
连接池是一个软件组件管理数据库连接。这可以通过多种方式帮助提高资源利用率，帮助实现负载平衡或故障转移，并且可以大大减少事务时间。在这篇博文中，我们将了解什么是连接池以及如何配置它。
什么是连接池以及它为何有用
打开与数据库的连接需要许多步骤。我们需要连接到服务器并执行初始握手，就加密和连接设置达成一致，然后在所有层（网络驱动程序、操作系统层、数据库层等）中保留新的连接资源。每个连接都会消耗内存，内存大小取决于数据库引擎。对于 PostgreSQL，一个连接甚至可以使用 1.3MB 内存。打开连接也需要时间，因为我们需要协商新连接的设置。
如果我们不断为每个 SQL 查询打开新连接，可能会导致数据库服务器出现多个问题：
而不是打开每个 SQL 查询都有一个新连接，我们可以池化连接。我们可以配置连接池来保留连接数量并为所有客户端重用它们。这样我们的应用程序连接到池化器而不是直接连接数据库，然后池化器连接到数据库。这带来了多个优点：
连接池使连接保持打开状态的时间更长，从而减少了数据库端打开和关闭连接的开销并减少了延迟。
我们可以在连接之间甚至数据库之间实现负载平衡，从而提高性能。
池化器可以维持稳定的连接数量，因此我们可以避免这个问题活动连接过多，会减少资源使用。
池化器可以重定向主服务器和备用服务器之间的连接，以提供故障转移，从而提高稳定性和可扩展性。
池化器可以将密码存储到数据库的中央位置，从而提高安全性。
池化器可以缓存结果以提高查询性能。
连接池也有一些缺点：
不同类型的连接池
有很多实现连接池的方法。在本节中，我们将了解各种实现细节。
外部或内部连接池
在典型情况下，我们从应用程序连接到数据库。我们现在可以将连接池放在两个位置之一：应用程序本身或应用程序和数据库之间的某个位置。
将连接池放在应用程序中（应用程序端连接池）可以非常容易因为许多 ORM 或数据库驱动程序都支持开箱即用。例如，JDBC 支持 c3p0，而 ODBC 支持开箱即用。这带来了很多好处。我们不需要安装和维护任何额外的组件，因为池化器位于应用程序内部。我们只需要部署应用程序的新版本，然后就可以准备好池化了。这也减少了网络延迟，因为我们没有任何额外的网络跃点（一切都位于我们的应用程序内部）。
不幸的是，应用程序端连接池有一些缺点。最大的一个是它仅针对一个应用程序进行配置。如果我们有很多应用程序（尤其是在分布式环境中），那么我们需要在很多地方配置池化器。更不用说我们仍然可能达到服务器端的连接计数限制，因为池化器彼此不了解。拥有许多连接池也会导致更高的资源使用率，并且通常性能较低。
我们还可以使用位于应用程序和数据库之间的外部连接池。这可以与任意数量的应用程序一起使用，并让我们能够精确控制连接限制。集中式连接池还可以更好地控制资源，让我们实现故障转移或负载分配。
外部连接池也有一些缺点。首先也是最重要的，它是我们需要随着时间的推移安装、配置、调整和维护的另一个组件。我们还需要重新配置每个应用程序以使用连接池（这应该像更改一些连接字符串并重新部署应用程序一样简单）。外部池化器还会增加一些网络延迟，因为它是应用程序和数据库之间的另一个网络组件。
外部连接池化器也可能成为故障点。如果池化器由于某种原因而关闭，应用程序将无法再连接到数据库。如果池化器速度缓慢或效率低下，则会影响所有使用它的应用程序。因此，池化器必须具有高质量，才不会降低整体性能。
池化类型
每个池化器需要决定如何将连接分配给客户端。通常有三种方法。
第一种是会话池。在这种方法中，连接在会话持续时间内分配给客户端（直到客户端断开连接或达到超时）。这是最简单的方法，但是，这有效地限制了客户端数量，因为通常每个客户端消耗一个连接。
下一个解决方案是事务池。在此方法中，池程序为每个事务分配连接，并且仅在事务持续时间内分配连接。如果客户端想要运行另一个事务，他们需要获得另一个连接（并且可能需要等待其他连接可用）。这允许池化器处理更多客户端，并且是推荐的方法。
最后一种方法是为每个 SQL 语句独立分配连接。理论上，这会带来最高的灵活性和连接利用率。但是，这会导致一项事务跨越多个连接。由于许多事务设置与连接相关，这可能会成为技术限制。
连接池解决方案
根据您使用的数据库类型，可能有一些内置的解决方案，或者您可能需要手动配置它们。让我们看一些示例。
内置解决方案
根据您的基础设施提供商，您也许能够使用内置或近内置解决方案：
Neon PostgreSQL 数据库有一个内置的 PgBouncer
Supabase 有一个内置的 Supavisor
适用于 PostgreSQL 的 Azure 数据库支持内置 PgBouncer
DigitalOcean 的 PostgreSQL 包括 PgBouncer
Azure 数据库可与 ProxySql
Azure 数据库可与 Heimdall 数据库代理一起使用
ADO.NET 支持内置连接池
Oracle 支持通用连接池对于 JDBC
Oracle 自治数据库支持数据库驻留连接池
外部解决方案
您可以使用许多外部解决方案使用：
Amazon RDS 代理
Pgpool
PgBouncer
奥德赛
Heimdall 数据库代理
ProxySQL
pgcat
案例研究：配置 PgBouncer
在此示例中，我们将研究 PgBouncer。
我们首先按照文档中的方式安装它。
然后我们需要配置它。最重要的设置是：
pool_mode：如何处理连接；我们可以使用事务
max_client_conn：配置可以连接到连接池的客户端数量
default_pool_size：配置允许多少个服务器连接对于每个用户数据库
min_pool_size：要保留多少个备用连接
配置池化器后，我们可以使用pgbench验证其性能：
pgbench -c 10 -p -j 2 -t 1000 database_name
登录后复制
PgBouncer 可以轻松地将每秒事务数增加 60%，如基准测试所示：
总结
连接池可以提高性能并减少资源消耗。有许多内置解决方案可以轻松地与我们的数据库一起使用，无论我们将它们托管在哪里以及我们使用什么数据库引擎。我们需要记住，连接池是另一个故障点，需要小心处理。配置良好的连接池可以使每秒的事务数量增加近一倍，从而极大地提高性能。
以上是配置连接池的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！
