DBCP数据源配置分析

最近在看一些dbcp的相关内容&＃xff0c;顺便做一下记录&＃xff0c;免得自己给忘记了。

1. 引入dbcp (选择1.4)

Java代码 

1.   
2.     com.alibaba.external  
3.     jakarta.commons.dbcp  
4.     1.4  
5.   

2. dbcp的基本配置

相关配置说明:

1. initialSize &＃xff1a;连接池启动时创建的初始化连接数量&＃xff08;默认值为0&＃xff09;
2. maxActive &＃xff1a;连接池中可同时连接的最大的连接数&＃xff08;默认值为8&＃xff0c;调整为20&＃xff0c;高峰单机器在20并发左右&＃xff0c;自己根据应用场景定&＃xff09;
3. maxIdle&＃xff1a;连接池中最大的空闲的连接数&＃xff0c;超过的空闲连接将被释放&＃xff0c;如果设置为负数表示不限制&＃xff08;默认为8个&＃xff0c;maxIdle不能设置太小&＃xff0c;因为假如在高负载的情况下&＃xff0c;连接的打开时间比关闭的时间快&＃xff0c;会引起连接池中idle的个数 上升超过maxIdle&＃xff0c;而造成频繁的连接销毁和创建&＃xff0c;类似于jvm参数中的Xmx设置)
4. minIdle&＃xff1a;连接池中最小的空闲的连接数&＃xff0c;低于这个数量会被创建新的连接&＃xff08;默认为0&＃xff0c;调整为5&＃xff0c;该参数越接近maxIdle&＃xff0c;性能越好&＃xff0c;因为连接的创建和销毁&＃xff0c;都是需要消耗资源的&＃xff1b;但是不能太大&＃xff0c;因为在机器很空闲的时候&＃xff0c;也会创建低于minidle个数的连接&＃xff0c;类似于jvm参数中的Xmn设置&＃xff09;
5. maxWait  &＃xff1a;最大等待时间&＃xff0c;当没有可用连接时&＃xff0c;连接池等待连接释放的最大时间&＃xff0c;超过该时间限制会抛出异常&＃xff0c;如果设置-1表示无限等待&＃xff08;默认为无限&＃xff0c;调整为60000ms&＃xff0c;避免因线程池不够用&＃xff0c;而导致请求被无限制挂起&＃xff09;
6. poolPreparedStatements&＃xff1a;开启池的prepared&＃xff08;默认是false&＃xff0c;未调整&＃xff0c;经过测试&＃xff0c;开启后的性能没有关闭的好。&＃xff09;
7. maxOpenPreparedStatements&＃xff1a;开启池的prepared 后的同时最大连接数&＃xff08;默认无限制&＃xff0c;同上&＃xff0c;未配置&＃xff09;
8. minEvictableIdleTimeMillis  &＃xff1a;连接池中连接&＃xff0c;在时间段内一直空闲&＃xff0c; 被逐出连接池的时间
9. &＃xff08;默认为30分钟&＃xff0c;可以适当做调整&＃xff0c;需要和后端服务端的策略配置相关&＃xff09;
10. removeAbandonedTimeout  &＃xff1a;超过时间限制&＃xff0c;回收没有用(废弃)的连接&＃xff08;默认为 300秒&＃xff0c;调整为180&＃xff09;
11. removeAbandoned  &＃xff1a;超过removeAbandonedTimeout时间后&＃xff0c;是否进 行没用连接&＃xff08;废弃&＃xff09;的回收&＃xff08;默认为false&＃xff0c;调整为true)

removeAbandoned参数解释&＃xff1a;

1. 如果开启了removeAbandoned&＃xff0c;当getNumIdle() <2) and (getNumActive() > getMaxActive() - 3)时被触发.
2. 举例当maxActive&＃61;20, 活动连接为18,空闲连接为1时可以触发"removeAbandoned".但是活动连接只有在没有被使用的时间超 过"removeAbandonedTimeout"时才被回收
3. logAbandoned&＃xff1a; 标记当连接被回收时是否打印程序的stack traces日志&＃xff08;默认为false&＃xff0c;未调整&＃xff09;

一般会是几种情况出现需要removeAbandoned&＃xff1a;　

1. 代码未在finally释放connection ,　不过我们都用sqlmapClientTemplate&＃xff0c;底层都有链接释放的过程
2. 遇到数据库死锁。以前遇到过后端存储过程做了锁表操作&＃xff0c;导致前台集群中连接池全都被block住&＃xff0c;后续的业务处理因为拿不到链接所有都处理失败了。

一份优化过的配置&＃xff1a;

基本配置代码 

1.    
2.       
3.       
4.     xxxx  
5.         xxxxx  
6.         20  
7.         1  
8.         60000  
9.         20  
10.         3  
11.         true  
12.         180  
13.         clientEncoding&＃61;GBK  
14.   

2. dbcp的链接validate配置

1. dbcp是采用了commons-pool做为其连接池管理&＃xff0c;testOnBorrow,testOnReturn, testWhileIdle是pool是提供的几种校验机制&＃xff0c;通过外部钩子的方式回调dbcp的相关数据库链接(validationQuery)校验
2. dbcp相关外部钩子类&＃xff1a;PoolableConnectionFactory,继承于common-pool PoolableObjectFactory
3. dbcp通过GenericObjectPool这一入口&＃xff0c;进行连接池的borrow,return处理
4. testOnBorrow : 顾明思义&＃xff0c;就是在进行borrowObject进行处理时&＃xff0c;对拿到的connection进行validateObject校验
5. testOnReturn : 顾明思义&＃xff0c;就是在进行returnObject对返回的connection进行validateObject校验&＃xff0c;个人觉得对数据库连接池的管理意义不大
6. testWhileIdle : 关注的重点&＃xff0c;GenericObjectPool中针对pool管理&＃xff0c;起了一个Evict的TimerTask定时线程进行控制(可通过设置参数timeBetweenEvictionRunsMillis>0),定时对线程池中的链接进行validateObject校验&＃xff0c;对无效的链接进行关闭后&＃xff0c;会调用ensureMinIdle&＃xff0c;适当建立链接保证最小的minIdle连接数。
7. timeBetweenEvictionRunsMillis,设置的Evict线程的时间&＃xff0c;单位ms&＃xff0c;大于0才会开启evict检查线程
8. validateQuery&＃xff0c; 代表检查的sql
9. validateQueryTimeout&＃xff0c; 代表在执行检查时&＃xff0c;通过statement设置&＃xff0c;statement.setQueryTimeout(validationQueryTimeout)
10. numTestsPerEvictionRun&＃xff0c;代表每次检查链接的数量&＃xff0c;建议设置和maxActive一样大&＃xff0c;这样每次可以有效检查所有的链接.

Validate配置代码 

1. true   
2.     false  
3.     false  
4.     select sysdate from dual  
5.     1  
6.     30000  
7.     20  

1. 目前网站的应用大部分的瓶颈还是在I/O这一块&＃xff0c;大部分的I/O还是在数据库的这一层面上&＃xff0c;每一个请求可能会调用10来次SQL查询&＃xff0c;如果不走事务&＃xff0c;一个请求会重复获取链接&＃xff0c;如果每次获取链接都进行validateObject&＃xff0c;性能开销不是很能接受&＃xff0c;可以假定一次SQL操作消毫0.5~1ms(一般走了网络请求基本就这数)
2. 网站异常数据库重启&＃xff0c;网络异常断开的频率是非常低的&＃xff0c;一般也就在数据库升级&＃xff0c;演习维护时才会进行&＃xff0c;而且一般也是选在晚上&＃xff0c;访问量相对比较低的请求&＃xff0c;而且一般会有人员值班关注&＃xff0c;所以异步的validateObject是可以接受&＃xff0c;但一个前提需要确保能保证在一个合理的时间段内&＃xff0c;数据库能完成自动重联。

从代码层面简单介绍下dbcp的validate实现&＃xff1a;

1.  common-pools提供的PoolableObjectFactory&＃xff0c;针对pool池的管理操作接口

Java代码 

1. public interface PoolableObjectFactory {  
2.   
3.   Object makeObject() throws Exception;  
4.   
5.   void destroyObject(Object obj) throws Exception;  
6.   
7.   boolean validateObject(Object obj);  
8.   
9.   void activateObject(Object obj) throws Exception;  
10.   
11.   void passivateObject(Object obj) throws Exception;  
12. }  

2. dbcp实现的pool从池管理操作

这里贴了一个相关validate代码&＃xff0c;具体类可见&＃xff1a;PoolableConnectionFactory.validateConnection()

Java代码 

1. public class PoolableConnectionFactory implements PoolableObjectFactory {  
2.   
3. ......  
4. public boolean validateObject(Object obj) { //验证validateObject  
5.         if(obj instanceof Connection) {  
6.             try {  
7.                 validateConnection((Connection) obj);  
8.                 return true;  
9.             } catch(Exception e) {  
10.                 return false;  
11.             }  
12.         } else {  
13.             return false;  
14.         }  
15.     }  
16. public void validateConnection(Connection conn) throws SQLException {  
17.         String query &＃61; _validationQuery;  
18.         if(conn.isClosed()) {  
19.             throw new SQLException("validateConnection: connection closed");  
20.         }  
21.         if(null !&＃61; query) {  
22.             Statement stmt &＃61; null;  
23.             ResultSet rset &＃61; null;  
24.             try {  
25.                 stmt &＃61; conn.createStatement();  
26.                 if (_validationQueryTimeout > 0) {  
27.                     stmt.setQueryTimeout(_validationQueryTimeout);  
28.                 }  
29.                 rset &＃61; stmt.executeQuery(query);  
30.                 if(!rset.next()) {  
31.                     throw new SQLException("validationQuery didn&＃39;t return a row");  
32.                 }  
33.             } finally {  
34.                 if (rset !&＃61; null) {  
35.                     try {  
36.                         rset.close();  
37.                     } catch(Exception t) {  
38.                         // ignored  
39.                     }  
40.                 }  
41.                 if (stmt !&＃61; null) {  
42.                     try {  
43.                         stmt.close();  
44.                     } catch(Exception t) {  
45.                         // ignored  
46.                     }  
47.                 }  
48.             }  
49.         }  
50.     }  
51.   
52. ....  
53.   
54. }  

3. pool池的evict调用代码&＃xff1a;GenericObjectPool (apache commons pool version 1.5.4)

Java代码 

1. protected synchronized void startEvictor(long delay) { //启动Evictor为TimerTask  
2.         if(null !&＃61; _evictor) {  
3.             EvictionTimer.cancel(_evictor);  
4.             _evictor &＃61; null;  
5.         }  
6.         if(delay > 0) {  
7.             _evictor &＃61; new Evictor();  
8.             EvictionTimer.schedule(_evictor, delay, delay);  
9.         }  
10.     }  
11.   
12. for (int i&＃61;0,m&＃61;getNumTests();i
13.             final ObjectTimestampPair pair;  
14.            .......  
15.             boolean removeObject &＃61; false;  
16.             // 空闲链接处理  
17.             final long idleTimeMilis &＃61; System.currentTimeMillis() - pair.tstamp;  
18.             if ((getMinEvictableIdleTimeMillis() > 0) &&  
19.                     (idleTimeMilis > getMinEvictableIdleTimeMillis())) {  
20.                 removeObject &＃61; true;  
21.             } else if ((getSoftMinEvictableIdleTimeMillis() > 0) &&  
22.                     (idleTimeMilis > getSoftMinEvictableIdleTimeMillis()) &&  
23.                     ((getNumIdle() &＃43; 1)> getMinIdle())) {   
24.                 removeObject &＃61; true;  
25.             }  
26.             //  testWhileIdle sql 检查处理  
27.             if(getTestWhileIdle() && !removeObject) {  
28.                 boolean active &＃61; false;  
29.                 try {  
30.                     _factory.activateObject(pair.value);  
31.                     active &＃61; true;  
32.                 } catch(Exception e) {  
33.                     removeObject&＃61;true;  
34.                 }  
35.                 if(active) {  
36.                     if(!_factory.validateObject(pair.value)) {   
37.                         removeObject&＃61;true;  
38.                     } else {  
39.                         try {  
40.                             _factory.passivateObject(pair.value);  
41.                         } catch(Exception e) {  
42.                             removeObject&＃61;true;  
43.                         }  
44.                     }  
45.                 }  
46.             }  
47.             // 真正关闭  
48.             if (removeObject) {  
49.                 try {  
50.                     _factory.destroyObject(pair.value);  
51.                 } catch(Exception e) {  
52.                     // ignored  
53.                 }  
54.             }  
55.           ........  

注意&＃xff1a; 目前dbcp的pool的实现是使用了公用的apache common pools进行扩展处理&＃xff0c;所以和原生的连接池处理&＃xff0c;代码看上去有点别扭&＃xff0c;感觉自动重连这块异常处理不怎么好&＃xff0c;我也就只重点关注了这部分代码而已   .

相关场景&＃xff1a;

1. 数据库意外重启后&＃xff0c;原先的数据库连接池能自动废弃老的无用的链接&＃xff0c;建立新的数据库链接
2. 网络异常中断后&＃xff0c;原先的建立的tcp链接&＃xff0c;应该能进行自动切换

测试需求1步骤

1. 建立一testCase代码
2. 配置mysql数据库
3. 循环执行在SQL查询过程
4. 异常重启mysql数据库

测试需求2步骤

1. 建立一testCase代码
2. 配置mysql数据库
3. 循环执行在SQL查询过程
4. 通过iptables禁用网络链接 

/sbin/iptables -A INPUT -s 10.16.2.69 -j REJECT
/sbin/iptables -A FORWARD -p tcp -s 10.16.2.69 --dport 3306 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j DROP

     5. iptables -F 清空规则&＃xff0c;恢复链接通道。

测试需求问题记录

分别测试了两种配置&＃xff0c;有validateObject的配置和没有validateObject的相关配置。

1. 没有validate配置
问题一&＃xff1a; 异常重启mysql数据库后&＃xff0c;居然也可以自动恢复链接&＃xff0c;sql查询正常
跟踪了一下代码&＃xff0c;发现这么一个问题&＃xff1a;

1. 在数据库关闭的时候&＃xff0c;client中pool通过borrowObject获取一个异常链接返回给client
2. client在使用具体的异常链接进行sql调用出错了&＃xff0c;抛了异常
3. 在finally&＃xff0c;调用connection.close()&＃xff0c;本意是应该调用pool通过returnObject返回到的池中&＃xff0c;但在跟踪代码时&＃xff0c;未见调用GenericObjectPool的returnObject
4. 继续查&＃xff0c;发现在dbcp在中PoolingDataSource(实现DataSource接口)调用PoolableConnection(dbcp pool相关的delegate操作)进行相应关闭时&＃xff0c;会检查_conn.isClosed()&＃xff0c;针对DataSource如果isClosed返回为true的则不调用returnObject&＃xff0c;直接丢弃了链接  

解释&＃xff1a;

• 正因为在获取异常链接后&＃xff0c;因为做了_conn.isClosed()判断&＃xff0c;所以异常链接并没有返回到连接池中&＃xff0c;所以到数据库重启恢复后&＃xff0c;每次都是调用pool重新构造一个新的connection&＃xff0c;所以后面就正常了
• _conn.isClosed()是否保险&＃xff0c;从jdk的api描述中&＃xff1a; A connection is closed if the method close has been called on it or if certain fatal errors have occurred. 里面提供两种情况&＃xff0c;一种就是被调用了closed方法&＃xff0c;另一种就是出现一些异常也说的比较含糊。

问题二&＃xff1a;validateObject调用时&＃xff0c;dbcp设置的validationQueryTimeout居然没效果

看了mysql statement代码实现&＃xff0c;找到了答案。 

mysql com.mysql.jdbc.statemen 部分代码

timeout时间处理&＃xff1a;

Java代码 

1. timeoutTask &＃61; new CancelTask();  
2. //通过TimerTask启动一定时任务  
3. Connection.getCancelTimer().schedule(timeoutTask,  this.timeoutInMillis);  

对应的CancelTask的代码&＃xff1a; 

Java代码 

1. class CancelTask extends TimerTask {  
2.   
3.         long connectionId &＃61; 0;  
4.   
5.         CancelTask() throws SQLException {  
6.             connectionId &＃61; connection.getIO().getThreadId();  
7.         }  
8.   
9.         public void run() {  
10.   
11.             Thread cancelThread &＃61; new Thread() {  
12.   
13.                 public void run() {  
14.                     Connection cancelConn &＃61; null;  
15.                     java.sql.Statement cancelStmt &＃61; null;  
16.   
17.                     try {  
18.                         cancelConn &＃61; connection.duplicate();  
19.                         cancelStmt &＃61; cancelConn.createStatement();  
20.                                                 // 简单暴力&＃xff0c;再发起一条KILL SQL&＃xff0c;关闭先前的sql thread id  
21.                         cancelStmt.execute("KILL QUERY " &＃43; connectionId);  
22.                         wasCancelled &＃61; true;  
23.                     } catch (SQLException sqlEx) {  
24.                         throw new RuntimeException(sqlEx.toString());  
25.                     } finally {  
26.                         if (cancelStmt !&＃61; null) {  
27.                             try {  
28.                                 cancelStmt.close();  
29.                             } catch (SQLException sqlEx) {  
30.                                 throw new RuntimeException(sqlEx.toString());  
31.                             }  
32.                         }  
33.   
34.                         if (cancelConn !&＃61; null) {  
35.                             try {  
36.                                 cancelConn.close();  
37.                             } catch (SQLException sqlEx) {  
38.                                 throw new RuntimeException(sqlEx.toString());  
39.                             }  
40.                         }  
41.                     }  
42.                 }  
43.             };  
44.   
45.             cancelThread.start();  
46.         }  
47.     }  

原因总结一句话&＃xff1a; queryTimeout的实现是通过底层数据库提供的机制&＃xff0c;比如KILL QUERY pid.  如果此时的网络不通&＃xff0c;出现阻塞现象&＃xff0c;对应的kill命令也发不出去&＃xff0c;所以timeout设置的超时没效果。

最后还是决定配置testWhileIdle扫描&＃xff0c;主要考虑&＃xff1a;

1. pool池中的链接如果未被使用&＃xff0c;可以通过testWhileIdle进行链接检查&＃xff0c;避免在使用时后总要失败那么一次&＃xff0c;可以及时预防
2. 配合连接池的minEvictableIdleTimeMillis(空闲链接)&＃xff0c;removeAbandoned(未释放的链接)&＃xff0c;可以更好的去避免因为一些异常情况引起的问题&＃xff0c;防范于未然。比如使用一些分布式数据库的中间件&＃xff0c;会有空闲链接关闭的动作&＃xff0c;动态伸缩连接池&＃xff0c;这时候需要能及时的发现&＃xff0c;避免请求失败。
3. testOnBorrow个人不太建议使用&＃xff0c;存在性能问题&＃xff0c;试想一下连接一般会在什么情况出问题&＃xff0c;网络或者服务端异常终端空闲链接&＃xff0c;网络中断你testOnBorrow检查发现不对再取一个链接还是不对&＃xff0c;针对空闲链接处理异常关闭&＃xff0c;可以从好业务端的重试策略进行考虑&＃xff0c;同时配置客户端的空闲链接超时时间&＃xff0c;maxIdle,minIdle等。

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新加的内容&＃xff1a;

以前使用jboss的jndi数据源的方式&＃xff0c;是通过配置oracle-ds.xml&＃xff0c;可以设置EncryptDBPassword&＃xff0c;引用jboss login-config.xml配置的加密配置。

Java代码 

1.   
2.           
3.               
4.                 ${username}  
5.                 ${password_encrypt}  
6.                 jboss.jca:service&＃61;LocalTxCM,name&＃61;${jndiName}  
7.               
8.           
9.       

为了能达到同样的效果&＃xff0c;切换为spring dbcp配置时&＃xff0c;也有类似密码加密的功能&＃xff0c;运行期进行密码decode,最后进行数据链接。

实现方式很简单&＃xff0c;分析jboss的对应SecureIdentityLoginModule的实现&＃xff0c;无非就是走了Blowfish加密算法&＃xff0c;自己拷贝实现一份。

Java代码 

1. private static String encode(String secret) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException,  
2.                                                InvalidKeyException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException {  
3.         byte[] kbytes &＃61; "jaas is the way".getBytes();  
4.         SecretKeySpec key &＃61; new SecretKeySpec(kbytes, "Blowfish");  
5.   
6.         Cipher cipher &＃61; Cipher.getInstance("Blowfish");  
7.         cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);  
8.         byte[] encoding &＃61; cipher.doFinal(secret.getBytes());  
9.         BigInteger n &＃61; new BigInteger(encoding);  
10.         return n.toString(16);  
11.     }  
12.   
13.     private static char[] decode(String secret) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException,  
14.                                                InvalidKeyException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException {  
15.         byte[] kbytes &＃61; "jaas is the way".getBytes();  
16.         SecretKeySpec key &＃61; new SecretKeySpec(kbytes, "Blowfish");  
17.   
18.         BigInteger n &＃61; new BigInteger(secret, 16);  
19.         byte[] encoding &＃61; n.toByteArray();  
20.   
21.         Cipher cipher &＃61; Cipher.getInstance("Blowfish");  
22.         cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);  
23.         byte[] decode &＃61; cipher.doFinal(encoding);  
24.         return new String(decode).toCharArray();  
25.     }  

最后的配置替换为&＃xff1a;

Xml代码 

1.    
2. ......  
3.           
4.               
5.                   
6.               
7.           
8. ........  
9.   

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新加的内容&＃xff1a;

常见的问题&＃xff1a;

1. 数据库意外重启后&＃xff0c;原先的数据库连接池能自动废弃老的无用的链接&＃xff0c;建立新的数据库链接

2. 网络异常中断后&＃xff0c;原先的建立的tcp链接&＃xff0c;应该能进行自动切换。比如网站演习中的交换机重启会导致网络瞬断

3. 分布式数据库中间件&＃xff0c;比如amoeba会定时的将空闲链接异常关闭&＃xff0c;客户端会出现半开的空闲链接。

大致的解决思路&＃xff1a;  

1. sql心跳检查

  主动式 ,即我前面提到的sql validate相关配置

2. 请求探雷

    牺牲小我&＃xff0c;完成大我的精神。 拿链接尝试一下&＃xff0c;发现处理失败丢弃链接&＃xff0c;探雷的请求总会失败几个&＃xff0c;就是前面遇到的问题一&＃xff0c;dbcp已经支持该功能&＃xff0c;不需要额外置。

3. 设置合理的超时时间&＃xff0c;

      解决半开链接. 一般数据库mysql,oracle都有一定的链接空闲断开的机制&＃xff0c;而且当你使用一些分布式中间件(软件一类的)&＃xff0c;空闲链接控制会更加严格&＃xff0c;这时候设置合理的超时时间可以有效避免半开链接。

     一般超时时间&＃xff0c;dbcp主要是minEvictableIdleTimeMillis(空闲链接) , removeAbandonedTimeout(链接泄漏)。可以见前面的参数解释。

参考文献&＃xff1a;http://agapple.iteye.com/blog/772507