如何在 Swoole 中优雅的实现 MySQL 连接池

如何在 Swoole 中优雅的实现 MySQL 连接池

一、为什么需要连接池 ？

数据库连接池指的是程序和数据库之间保持一定数量的连接不断开，
并且各个请求的连接可以相互复用，
减少重复连接数据库带来的资源消耗，
一定程度上提高了程序的并发性能。

二、连接池实现要点

• 协程：使用 MySQL 协程客户端。

使用 MySQL 协程客户端，是为了能在一个 Worker 阻塞的时候，
让出 CPU 时间片去处理其他的请求，提高整个 Worker 的并发能力。

• 连接池存储介质：使用 swoolecoroutinechannel 通道。

使用 channel 能够设置等待时间，等待其他的请求释放连接。
并且在等待期间，同样也可以让出 CPU 时间片去处理其他的请求。

假设选择 array 或 splqueue，无法等待其他的请求释放连接。
那么在高并发下的场景下，可能会出现连接池为空的现象。
如果连接池为空了，那么 pop 就直接返回 null 了，导致连接不可用。

注：因此不建议选择 array 或 splqueue。

三、连接池的具体实现

<?php

use SwooleCoroutineChannel;
use SwooleCoroutineMySQL;

class MysqlPool
{
    private $min; // 最小连接数
    private $max; // 最大连接数
    private $count; // 当前连接数
    private $connections; // 连接池
    protected $freeTime; // 用于空闲连接回收判断

    public static $instance;

    /**
     * MysqlPool constructor.
     */
    public function __construct()
    {
        $this->min = 10;
        $this->max = 100;
        $this->freeTime = 10 * 3600;
        $this->connections = new Channel($this->max + 1);
    }

    /**
     * @return MysqlPool
     */
    public static function getInstance()
    {
        if (is_null(self::$instance)) {
            self::$instance = new self();
        }

        return self::$instance;
    }

    /**
     * 创建连接
     * @return MySQL
     */
    protected function createConnection()
    {
        $conn = new MySQL();
        $conn->connect([
            'host' => 'mysql',
            'port' => '3306',
            'user' => 'root',
            'password' => 'root',
            'database' => 'fastadmin',
            'timeout'  => 5
        ]);

        return $conn;
    }

    /**
     * 创建连接对象
     * @return array|null
     */
    protected function createConnObject()
    {
        $conn = $this->createConnection();
        return $conn ? ['last_used_time' => time(), 'conn' => $conn] : null;
    }

    /**
     * 初始化连接
     * @return $this
     */
    public function init()
    {
        for ($i = 0; $i < $this->min; $i++) {
            $obj = $this->createConnObject();
            $this->count++;
            $this->connections->push($obj);
        }

        return $this;
    }

    /**
     * 获取连接
     * @param int $timeout
     * @return mixed
     */
    public function getConn($timeout = 3)
    {
        if ($this->connections->isEmpty()) {
            if ($this->count < $this->max) {
                $this->count++;
                $obj = $this->createConnObject();
            } else {
                $obj = $this->connections->pop($timeout);
            }
        } else {
            $obj = $this->connections->pop($timeout);
        }

        return $obj['conn']->connected ? $obj['conn'] : $this->getConn();
    }

    /**
     * 回收连接
     * @param $conn
     */
    public function recycle($conn)
    {
        if ($conn->connected) {
            $this->connections->push(['last_used_time' => time(), 'conn' => $conn]);
        }
    }

    /**
     * 回收空闲连接
     */
    public function recycleFreeConnection()
    {
        // 每 2 分钟检测一下空闲连接
        swoole_timer_tick(2 * 60 * 1000, function () {
           if ($this->connections->length() < intval($this->max * 0.5)) {
               // 请求连接数还比较多，暂时不回收空闲连接
               return;
           }

           while (true) {
               if ($this->connections->isEmpty()) {
                   break;
               }

               $connObj = $this->connections->pop(0.001);
               $nowTime = time();
               $lastUsedTime = $connObj['last_used_time'];

               // 当前连接数大于最小的连接数，并且回收掉空闲的连接
               if ($this->count > $this->min && ($nowTime - $lastUsedTime > $this->freeTime)) {
                   $connObj['conn']->close();
                   $this->count--;
               } else {
                   $this->connections->push($connObj);
               }
           }
        });
    }
}

$httpServer = new swoole_http_server('127.0.0.1',9501);
$httpServer->set(['work_num' => 1]);
$httpServer->on('WorkerStart', function ($request, $response) {
    MysqlPool::getInstance()->init()->recycleFreeConnection();
});
$httpServer->on('Request', function ($request, $response){
    $conn = MysqlPool::getInstance()->getConn();
    $conn->query('SELECT * FROM fa_admin WHERE id=1');
    MysqlPool::getInstance()->recycle($conn);
});
$httpServer->start();

四、总结

• 定时维护空闲连接到最小值。
• 使用用完数据库连接之后，需要手动回收连接到连接池。
• 使用 channel 作为连接池的存储介质。