Spring Boot 2.X默认连接池HikariCP详解

1、基本概念

        在开始说明Spring Boot中的数据源配置之前，我们先搞清楚关于数据访问的这些基本概念：

     什么是JDBC？

        Java数据库连接（Java Database Connectivity，简称JDBC）是Java语⾔中⽤来规范客户端程序如何来访问数据库的应⽤程序接⼝，提供了诸如查询和更新数据库中数据的⽅法。JDBC也是Sun Microsystems的商标。我们通常说的JDBC是⾯向关系型数据库的。

        JDBC API主要位于JDK中的java.sql包中（之后扩展的内容位于javax.sql包中），主要包括（扩展接⼝， 需驱动程序提供者来具体实现）：

        DriverManager：负责加载各种不同驱动程序（Driver），并根据不同的请求，向调⽤者返回相应的数据库连接（Connection）。

        Driver：驱动程序，会将⾃⾝加载到DriverManager中去，并处理相应的请求并返回相应的数据库连接（Connection）。
        Connection：数据库连接，负责与进⾏数据库间通讯，SQL执⾏以及事务处理都是在某个特定Connection环境中进⾏的。可以产⽣⽤以执⾏SQL的Statement。
        Statement：⽤以执⾏SQL查询和更新（针对静态SQL语句和单次执⾏）。

        PreparedStatement：⽤以执⾏包含动态参数的SQL查询和更新（在服务器端编译，允许重复执⾏以提⾼效率）。
        CallableStatement：⽤以调⽤数据库中的存储过程。
        SQLException：代表在数据库连接的建⽴和关闭和SQL语句的执⾏过程中发⽣了例外情况（即错误）。

     什么是数据源？

         可以看到，在java.sql中并没有数据源（Data Source）的概念。这是由于在java.sql中包含的是JDBC内核API，另外还有个javax.sql包，其中包含了JDBC标准的扩展API。⽽关于数据源（Data Source）的定义，就在javax.sql这个扩展包中。

         实际上，在JDBC内核API的实现下，就已经可以实现对数据库的访问了，那么我们为什么还需要数据源呢？主要出于以下⼏个⽬的：

1. 封装关于数据库访问的各种参数，实现统⼀管理。
2. 通过对数据库的连接池管理，节省开销并提⾼效率。

        在Java这个⾃由开放的⽣态中，已经有⾮常多优秀的开源数据源可以供⼤家选择，⽐如：DBCP、C3P0、Druid、HikariCP等。
        ⽽在Spring Boot 2.x中，对数据源的选择也紧跟潮流，采⽤了⽬前性能最佳的HikariCP。接下来，我们就来具体说说，这个Spring Boot中的默认数据源配置。

2、什么是HikariCP

        HikariCP是由日本程序员开源的一个数据库连接池组件，代码非常轻量，并且速度非常的快。根据官方提供的数据，在i7,开启32个线程32个连接的情况下，进行随机数据库读写操作，HikariCP的速度是现在常用的C3P0数据库连接池的数百倍。

        HikariCP为什么这么快：

1.字节码更加精简，所以可以加载更多代码到缓存。

2.实现了一个无锁的集合类型，来减少并发造成的资源竞争。

3.使用了自定义的数组类型，相对与ArrayList极大地提升了性能。

4.针对CPU的时间片算法进行优化，尽可能在一个时间片里面完成各种操作。

与Druid对比

        在github上有网友贴出了阿里巴巴Druid与hikari的对比，认为hikari在性能上是完全秒杀阿里巴巴的Druid连接池的。对此，阿里的工程师也做了一定的回应，说Druid的性能稍微差点是锁机制的不同，并且Druid提供了更丰富的功能，两者的侧重点不一样。

3、HikariCP配置

        对于Hikari连接池配置，我们通过使用spring.datasource.type并在application.properties文件中为其分配连接池实现的完全限定名称来启用它，如下所示。

spring.datasource.type = com.zaxxer.hikari.HikariDataSource 

        如果我们使用的是Spring Boot 2.0及以上版本，Spring Boot会HikariDataSource默认选择，我们不需要配置。

常用配置：

        现在要配置Hikari特定的连接池设置，Spring Boot提供了spring.datasource.hikari.*在application.properties文件中使用的前缀。我们将在这里讨论一些常用的配置。

• connectionTimeout

        connectionTimeout是客户端等待连接池连接的最大毫秒数。我们需要将其配置如下。

spring.datasource.hikari.connection-timeout=20000 ;

• minimumIdle

        minimumIdle是HikariCP在连接池中维护的最小空闲连接数。它配置如下。

spring.datasource.hikari.minimum-idle=5

• maximumPoolSize

        maximumPoolSize配置最大池大小。它配置如下。

spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=12 

• idleTimeout

        idleTimeout是允许连接在连接池中空闲的最长时间（以毫秒为单位）。它配置如下。

spring.datasource.hikari.idle-timeout=300000 

• maxLifetime

        maxLifetime是池中连接关闭后的最长生命周期（以毫秒为单位）。它配置如下。

spring.datasource.hikari.max-lifetime=1200000

        使用中的连接永远不会退役，只有当它关闭时才会在最长生命周期后删除。 

• autoCommit

        autoCommit配置从池返回的连接的默认自动提交行为。默认值为true。

spring.datasource.hikari.auto-commit=true 

配置项表：

配置项	描述	默认值	默认配置validate之后的值	validate重置
autoCommit	自动提交从池中返回的连接	TRUE	TRUE	-
connectionTimeout	等待来自池的连接的最大毫秒数	SECONDS.toMillis(30) = 30000	30000	如果小于250毫秒，则被重置回30秒
idleTimeout	连接允许在池中闲置的最长时间	MINUTES.toMillis(10) = 600000	600000	如果idleTimeout+1秒>maxLifetime 且 maxLifetime>0，则会被重置为0（代表永远不会退出）；如果idleTimeout!=0且小于10秒，则会被重置为10秒
maxLifetime	池中连接最长生命周期	MINUTES.toMillis(30) = 1800000	1800000	如果不等于0且小于30秒则会被重置回30分钟
connectionTestQuery	如果您的驱动程序支持JDBC4，我们强烈建议您不要设置此属性	null	null	-
minimumIdle	池中维护的最小空闲连接数	-1	10	minIdle<0或者minIdle>maxPoolSize,则被重置为maxPoolSize
maximumPoolSize	池中最大连接数，包括闲置和使用中的连接	-1	10	如果maxPoolSize小于1，则会被重置。当minIdle<=0被重置为DEFAULT_POOL_SIZE则为10;如果minIdle>0则重置为minIdle的值
metricRegistry	该属性允许您指定一个 Codahale / Dropwizard MetricRegistry 的实例，供池使用以记录各种指标	null	null	-
healthCheckRegistry	该属性允许您指定池使用的Codahale / Dropwizard HealthCheckRegistry的实例来报告当前健康信息	null	null	-
poolName	连接池的用户定义名称，主要出现在日志记录和JMX管理控制台中以识别池和池配置	null	HikariPool-1	-
initializationFailTimeout	如果池无法成功初始化连接，则此属性控制池是否将 fail fast	1	1	-
isolateInternalQueries	是否在其自己的事务中隔离内部池查询，例如连接活动测试	FALSE	FALSE	-
allowPoolSuspension	控制池是否可以通过JMX暂停和恢复	FALSE	FALSE	-
readOnly	从池中获取的连接是否默认处于只读模式	FALSE	FALSE	-
registerMbeans	是否注册JMX管理Bean（MBeans）	FALSE	FALSE	-
catalog	为支持 catalog 概念的数据库设置默认 catalog	driver default	null	-
connectionInitSql	该属性设置一个SQL语句，在将每个新连接创建后，将其添加到池中之前执行该语句。	null	null	-
driverClassName	HikariCP将尝试通过仅基于jdbcUrl的DriverManager解析驱动程序，但对于一些较旧的驱动程序，还必须指定driverClassName	null	null	-
transactionIsolation	控制从池返回的连接的默认事务隔离级别	null	null	-
validationTimeout	连接将被测试活动的最大时间量	SECONDS.toMillis(5) = 5000	5000	如果小于250毫秒，则会被重置回5秒
leakDetectionThreshold	记录消息之前连接可能离开池的时间量，表示可能的连接泄漏	0	0	如果大于0且不是单元测试，则进一步判断：(leakDetectionThreshold < SECONDS.toMillis(2) or (leakDetectionThreshold > maxLifetime && maxLifetime > 0)，会被重置为0 . 即如果要生效则必须>0，而且不能小于2秒，而且当maxLifetime > 0时不能大于maxLifetime
dataSource	这个属性允许你直接设置数据源的实例被池包装，而不是让HikariCP通过反射来构造它	null	null	-
schema	该属性为支持模式概念的数据库设置默认模式	driver default	null	-
threadFactory	此属性允许您设置将用于创建池使用的所有线程的java.util.concurrent.ThreadFactory的实例。	null	null	-
scheduledExecutor	此属性允许您设置将用于各种内部计划任务的java.util.concurrent.ScheduledExecutorService实例	null	null	-