项目技术点
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C语言进行MYSQL数据库编程
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无锁单例
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基于STL队列加C++11新特性保证线程安全实现的生产者消费者模型
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C++11多线程编程 (线程间同步与互斥)
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基于CAS的原子整形
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lambda表达式
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shared_ptr智能指针管理Connection*指针对象
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基于C++11标准库实现, 具备跨平台的特性，省去了对于pthread库的C++的封装.更加针对于项目的核心逻辑上的思考和实现. (主干到细节)
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Makefile自动化编译
项目意义
高并发场景下, 频繁创建, 销毁连接带来的性能损耗
三次握手，连接认证(身份权限认证)，MySQL资源释放, 四次挥手
每一次client 访问 Mysql server都需要进行上述操作. 上述这些操作是固定的流程. 真正的sql语句执行操作才是我们无法逃脱的, 所以上述这些我们完全可以提前创建出来，然后进行不断的复用connections. 实现mysql server访问的性能提升.
思考: 提前创建好的 connetions 数目是否是越多越好？
当然是不可能，因为每一个connection都是需要占据一定的系统资源的, 创建过多的connection 会导致服务器资源紧张. 起码per connection per socketfd (套接字资源)
思考: connections 数目设计?
上下限限制数目. initSize控制下限. maxSize控制连接上限 （一般是系统的最大mysql connetions num）
多余connection最长闲置时间限制： maxIdleTime （及时释放闲置连接）
资源紧张, 并发访问量高. 没有连接可用 ：connectionTimeout (return error, 获取连接超时时间)
项目实现
Connection设计
数据成员
MYSQL* _conn; //连接句柄
clock_t _startTime; //连接起始空闲时间
操作接口
Connection(); //构造 init Connection
~Connection(); //析构 destroy connection
bool connect(ip, port, username, password, dbname); //连接操作， 返回连接结果
bool update(sql); //表更新操作, 返回更新结果
MYSQL_RES* query(sql); //查询操作, 返回查询结果
void refreshStartTime(); //刷新连接起始空闲时间
clock_t getAliveTime(); //获取连接空闲时间
ConnectionPool设计
数据成员
//连接登录信息
string _ip;
unsigned short _port;
string _username;
string _password;
string _dbname;
//连接数量等配置信息
int _initSize;
int _maxSize;
int _maxIdleTime;
int _connectionTimeout;
//连接存储信息，以及保证线程安全
queue<Connection*> _connectionQue;
mutex _queueLock;
condition_variable _cond;
atomic_int _connectionCnt;
操作接口
ConnectionPool(); //构造 init pool, 加载配置, 初始连接, 启动线程
static ConnectionPool* getConnectionPool();//获取单例
shared_ptr<Connection> getConnection(); //获取连接
int _loadConfigFile(string& filename); //加载解析配置信息
void produceConnectionTask(); //生产连接任务
void scannerConnetionTask(); //扫描监视销毁空闲线程任务
项目复杂接口细节刨析
getConnection()
/*
从连接池中获取一条连接. 相当于是消费者
消费前提, _connectionQue中有货, 所以无货期间需要进行阻塞休眠等待.
等待也不能一直等待. 存在连接超时时间,
waittime >= _connectionTimeout then output << error.
*/
shared_ptr<Connection> getConnection() {
unique_lock<mutex> auto_lock(_queueLock);//定义智能锁
while (_connectionQue.empty()) {
if (cv_status::timeout == _cond.wait_for(auto_lock, chrono::milliseconds(_connectionTimeout))) { //达到连接超时时间
if (_connectionQue.empty()) {
//LOG DEBUG INFO
cerr << "获取连接超时" << endl;
return nullptr;
}
}
}
//定义shared_ptr<Connection> 自定义del函数, 而非直接调用~T()
shared_ptr<Connection> sp(_connectionQue.front(), [&](Connection* pconn){
unique_lock<mutex> auto_lock(_queueLock);
pconn->refreshStartTime(); //刷新连接起始空闲时间
_connectionQue.push(pconn);
});
_connectionQue.pop();
_cond.notify_all(); //弹出任务, queue maybe empty notify produce
return sp;
}
produceConnectionTask()
/*
生产者线程任务. 在_connectionQue中无connetion
&& _connectionCnt < _maxSize 时候 及时创建连接填充_connectionQue。
*/
void produceConnectionTask() {
for (;;) {
unique_lock<mutex> auto_lock(_queueLock);
while (!_connectionQue.empty()) {
_cond.wait(auto_lock);
}
if (_connectionCnt < _maxSize) {
Connection* pconn = new Connection();
pconn->connet(_ip, _port, _username, _password, _dbname);
pconn->refreshStartTime();
_connectionQue.push(pconn);
_connectionCnt++;
}
_cond.notify_all(); //通知消费
}
}
scannerConnetionTask()
/*
不停的扫描所有的connection, 从头到尾的扫描,
监控销毁哪些长期空闲的connection, 避免对于空闲资源的无端占用浪费.
每一次休眠一个 _maxIdleTime 就出来 检查, 定期轮询检查空闲丽连接进行销毁
*/
void scannerConnectionTask() {
for (;;) {
//休眠maxIdleTime
this_thread::sleep_for(chrono::seconds(_maxIdleTime));
unique_lock<mutex> auto_lock(_queueLock);
while (_connectionCnt > _initSize)
{
Connection *p = _connectionQue.front();
if (p->getAliveeTime()/SECONDS_PER_SEC >= _maxIdleTime)
{
_connectionQue.pop();
_connectionCnt--;
delete p; // 调用~Connection()释放连接
}
else
{
break; // 队头的连接没有超过_maxIdleTime，其它连接肯定没有
}
}
}
}
