《MySQL DBA修炼之道》——1.5 长连接、短连接、连接池

本节书摘来自华章出版社《MySQL DBA修炼之道》一书中的第1章，第1.5节，作者：陈晓勇，更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

1.5　长连接、短连接、连接池

当数据库服务器和客户端位于不同的主机时，就需要建立网络连接来进行通信。客户端必须使用数据库连接来发送命令和接收应答、数据。通过提供给客户端数据库的驱动指定连接字符串后，客户端就可以和数据库建立连接了。可以查阅程序语言手册来获知通过何种方式使用短连接、长连接。
1.5.1　短连接
短连接是指程序和数据库通信时需要建立连接，执行操作后，连接关闭。短连接简单来说就是每一次操作数据库，都要打开和关闭数据库连接，基本步骤是：连接→数据传
输→关闭连接。
在慢速网络下使用短连接，连接的开销会很大；在生产繁忙的系统中，连接也可能会受到系统端口数的限制，如果要每秒建立几千个连接，那么连接断开后，端口不会被马上回收利用，必须经历一个“FIN”阶段的等待，直到可被回收利用为止，这样就可能会导致端口资源不够用。在Linux上，可以通过调整/proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range 来扩大端口的使用范围；调整/proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout来减少回收延期（如果想在应用服务器上调整这个参数，一定要慎重！）。
另外一个办法是主机使用多个IP地址。端口数的限制其实是基于同一个IP:PORT的，如果主机增加了IP，MySQL就可以监听多个IP地址，客户端也可以选择连接某个IP:PORT，这样就增加了端口资源。
1.5.2　长连接
长连接是指程序之间的连接在建立之后，就一直打开，被后续程序重用。使用长连接的初衷是减少连接的开销，尽管MySQL的连接比其他数据库要快得多。
以PHP程序为例，当收到一个永久连接的请求时，PHP 将检查是否已经存在一个（前面已经开启了的）相同的永久连接。如果存在，则将直接使用这个连接；如果不存在，则建立一个新的连接。所谓“相同”的连接是指用相同的用户名和密码到相同主机的连接。
从客户端的角度来说，使用长连接有一个好处，可以不用每次创建新连接，若客户端对MySQL 服务器的连接请求很频繁，永久连接将更加高效。对于高并发业务，如果可能会碰到连接的冲击，推荐使用长连接或连接池。
从服务器的角度来看，情况则略有不同，它可以节省创建连接的开销，但维持连接也是需要内存的。如果滥用长连接的话，可能会使用过多的MySQL服务器连接。现代的操作系统可以拥有几千个MySQL连接，但很有可能绝大部分都是睡眠（sleep）状态的，这样的工作方式不够高效，而且连接占据内存，也会导致内存的浪费。
对于扩展性好的站点来说，其实大部分的访问并不需要连接数据库。如果用户需要频繁访问数据库，那么可能会在流量增大的时候产生性能问题，此时长短连接都是无法解决问题的，所以应该进行合理的设计和优化来避免性能问题。
如果客户端和MySQL数据库之间有连接池或Proxy代理，一般在客户端推荐使用短
连接。
对于长连接的使用一定要慎重，不可滥用。如果没有每秒几百、上千的新连接请求，就不一定需要长连接，也无法从长连接中得到太多好处。在Java语言中，由于有连接池，如果控制得当，则不会对数据库有较大的冲击，但PHP的长连接可能导致数据库的连接数超过限制，或者占用过多的内存。
对此，研发工程师、系统运维工程师、DBA需要保持沟通，确定合理的连接策略，千万不要不假思索就采用长连接。
1.5.3　连接池
由于一些数据库创建和销毁连接的开销很大，或者相对于所执行的具体数据操作，连接所耗的资源过多，此时就可能需要添加连接池来改进性能。
数据库连接池是一些网络代理服务或应用服务器实现的特性，如J2EE服务器，它实现了一个持久连接的“池”，允许其他程序、客户端来连接，这个连接池将被所有连接的客户端共享使用，连接池可以加速连接，也可以减少数据库连接，降低数据库服务器的负载。
1.5.4　持久连接和连接池的区别
长连接是一些驱动、驱动框架、ORM工具的特性，由驱动来保持连接句柄的打开，以便后续的数据库操作可以重用连接，从而减少数据库的连接开销。而连接池是应用服务器的组件，它可以通过参数来配置连接数、连接检测、连接的生命周期等。
如果连接池或长连接使用的连接数很多，有可能会超过数据库实例的限制，那么就需要留意连接相关的设置了，比如连接池的最小、最大连接数设置，以及php-fpm的进程个数等，否则程序将不能申请新的连接。