Spring Boot 2.0选择HikariCP作为默认数据库连接池的五大理由

转载自公众号:工匠小猪猪的技术世界

摘要: 本文非原创,是「工匠小猪猪的技术世界」搜集了一些HikariCP相关的资料整理给大家的介绍,主要讲解了为什么sb2选择了HikariCP以及HikariCP为什么这么快。

Spring Boot2默认数据库连接池选择了HikariCP为何选择HikariCP理由一、代码量理由二、口碑理由三、速度理由四、稳定性理由五、可靠性HikariCP为什么这么快优化并精简字节码更好的并发集合类实现使用FastList替代ArrayListHikariCP与Druid相比哪个更好?Spring Boot2快速上手参考资料

Spring Boot 2默认数据库连接池选择了HikariCP

默认的数据库连接池由Tomcat换成HikariCP. 如果在一个Tomcat应用中用spring.datasource.type来强制使用Hikari连接池, 则可以去掉这个override.

为何选择HikariCP

HiKariCP是数据库连接池的一个后起之秀,号称性能最好,可以完美地PK掉其他连接池,是一个高性能的JDBC连接池,基于BoneCP做了不少的改进和优化。其作者还有另外一个开源作品——高性能的JSON解析器HikariJSON。

它,超快,快到连Spring Boot 2都宣布支持了。

代码体积更是少的可怜,130kb。

https://github.com/brettwooldridge/HikariJSON

为何要使用HiKariCP?这要先从BoneCP说起: 什么?不是有C3P0/DBCP这些成熟的数据库连接池吗?一直用的好好的,为什么又搞出一个BoneCP来?因为,传说中BoneCP在快速这个特点上做到了极致,官方数据是C3P0等的25倍左右。不相信?其实我也不怎么信。可是,有图有真相啊(图片来自BoneCP官网:http://jolbox.com/benchmarks.html):

从上述结果可以看出HikariCP的性能远高于c3p0、tomcat等连接池,以致后来BoneCP作者都放弃了维护,在Github项目主页推荐大家使用HikariCP。另外,Spring Boot将在2.0版本中把HikariCP作为其默认的JDBC连接池。

PS:需要指出的是,上图中的数据是HikariCP作者对各个连接池调用DataSource.getConnection()、Connection.close()、Connection.prepareStatement()、Statement.execute()、Statement.close()方法的性能测试结果。

而且,网上对于BoneCP是好评如潮啊,推荐的文章一搜一大堆。

然而,上Maven Repository网站( http://mvnrepository.com/artifact/com.jolbox/bonecp)查找有没有最新版本的时候,你会发现最新的是2013年10月份的(这么久没新版本出来了?)。于是,再去BoneCP的Githut( https://github.com/wwadge/bonecp)上看看最近有没有提交代码。却发现,BoneCP的作者对于这个项目貌似已经心灰意冷,说是要让步给HikariCP了(有图有真相):

……什么?又来一个CP?……什么是Hikari? Hikari来自日文,是“光”(阳光的光,不是光秃秃的光)的意思。作者估计是为了借助这个词来暗示这个CP速度飞快。不知作者是不是日本人,不过日本也有很多优秀的码农,听说比特币据说日本人搞出来的。。。

这个产品的口号是“快速、简单、可靠”。实际情况跟这个口号真的匹配吗?又是有图有真相(Benchmarks又来了):

这个图,也间接地、再一次地证明了boneCP比c3p0强大很多,当然,跟“光”比起来,又弱了不少啊。

那么,这么好的是怎么做到的呢?官网详细地说明了HikariCP所做的一些优化,总结如下:

  • 字节码精简 :优化代码,直到编译后的字节码最少,这样,CPU缓存可以加载更多的程序代码;
  • 优化代理和拦截器:减少代码,例如HikariCP的Statement proxy只有100行代码,只有BoneCP的十分之一;
  • 自定义数组类型(FastStatementList)代替ArrayList:避免每次get()调用都要进行range check,避免调用remove()时的从头到尾的扫描;
  • 自定义集合类型(ConcurrentBag:提高并发读写的效率;
  • 其他针对BoneCP缺陷的优化,比如对于耗时超过一个CPU时间片的方法调用的研究(但没说具体怎么优化)。

很多优化的对比都是针对BoneCP的……哈哈。参考文章:https://github.com/brettwooldridge/HikariCP/wiki/Down-the-Rabbit-Hole

理由一、代码量

几个连接池的代码量对比(代码量越少,一般意味着执行效率越高、发生bug的可能性越低):

理由二、口碑

可是,“黄婆卖瓜,自催自擂”这个俗语日本人也是懂得,于是,用户的好评如潮也是有图有真相:

理由三、速度

还有第三方关于速度的测试:

理由四、稳定性

也许你会说,速度高,如果不稳定也是硬伤啊。于是,关于稳定性的图也来了:

理由五、可靠性

另外,关于可靠性方面,也是有实验和数据支持的。对于数据库连接中断的情况,通过测试getConnection(),各种CP的不相同处理方法如下: (所有CP都配置了跟connectionTimeout类似的参数为5秒钟)

  • HikariCP:等待5秒钟后,如果连接还是没有恢复,则抛出一个SQLExceptions 异常;后续的getConnection()也是一样处理;
  • C3P0:完全没有反应,没有提示,也不会在“CheckoutTimeout”配置的时长超时后有任何通知给调用者;然后等待2分钟后终于醒来了,返回一个error;
  • Tomcat:返回一个connection,然后……调用者如果利用这个无效的connection执行SQL语句……结果可想而知;大约55秒之后终于醒来了,这时候的getConnection()终于可以返回一个error,但没有等待参数配置的5秒钟,而是立即返回error;
  • BoneCP:跟Tomcat的处理方法一样;也是大约55秒之后才醒来,有了正常的反应,并且终于会等待5秒钟之后返回error了;

可见,HikariCP的处理方式是最合理的。根据这个测试结果,对于各个CP处理数据库中断的情况,评分如下:

参考文章:https://github.com/brettwooldridge/HikariCP/wiki/Bad-Behavior:-Handling-Database-Down

HikariCP为什么这么快

JDBC连接池的实现并不复杂,主要是对JDBC中几个核心对象Connection、Statement、PreparedStatement、CallableStatement以及ResultSet的封装与动态代理。接下来从几个方面来看看HikariCP为什么这么快:

优化并精简字节码

HikariCP利用了一个第三方的Java字节码修改类库Javassist来生成委托实现动态代理。动态代理的实现在ProxyFactory类,源码如下:

发现这些代理方法中只有一行直接抛异常的代码,注释写着“Body is replaced (injected) by JavassistProxyFactory”,其实方法body中的代码是在编译时调用JavassistProxyFactory才生成的,主要代码见下图:

之所以使用Javassist生成动态代理,是因为其速度更快,相比于JDK Proxy生成的字节码更少,精简了很多不必要的字节码。

ConcurrentBag:更好的并发集合类实现

ConcurrentBag的实现借鉴于C#中的同名类,是一个专门为连接池设计的lock-less集合,实现了比LinkedBlockingQueue、LinkedTransferQueue更好的并发性能。ConcurrentBag内部同时使用了ThreadLocal和CopyOnWriteArrayList来存储元素,其中CopyOnWriteArrayList是线程共享的。ConcurrentBag采用了queue-stealing的机制获取元素:首先尝试从ThreadLocal中获取属于当前线程的元素来避免锁竞争,如果没有可用元素则再次从共享的CopyOnWriteArrayList中获取。此外,ThreadLocal和CopyOnWriteArrayList在ConcurrentBag中都是成员变量,线程间不共享,避免了伪共享(false sharing)的发生。

使用FastList替代ArrayList

FastList是一个List接口的精简实现,只实现了接口中必要的几个方法。JDK ArrayList每次调用get()方法时都会进行rangeCheck检查索引是否越界,FastList的实现中去除了这一检查,只要保证索引合法那么rangeCheck就成为了不必要的计算开销(当然开销极小)。此外,HikariCP使用List来保存打开的Statement,当Statement关闭或Connection关闭时需要将对应的Statement从List中移除。通常情况下,同一个Connection创建了多个Statement时,后打开的Statement会先关闭。ArrayList的remove(Object)方法是从头开始遍历数组,而FastList是从数组的尾部开始遍历,因此更为高效。

HikariCP与Druid相比哪个更好?

有些用户给了druid这样的评论:

不评论,一个追求性能,一个偏向监控,直接看之前有人给HikariCP提的关于跟Druid对比分析的issue吧。HikariCP作者对Druid做了测试并给出了测试结果数据,Druid作者温少也对此作了评论。Issue链接:

https://github.com/brettwooldridge/HikariCP/issues/232

笔者个人的观点是,hikariCP可以提供监控功能的,比如metrics,可以参见笔者的这篇文章 【追光者系列】HikariCP连接池监控指标实战。 另外,监控方面,skywalking、pinpoint、mycat这些agent也是可以做到的,以后service mesh普及了更加可以监控了,比如sharding-jdbc也可以做监控,datamesh,sidecar也可以做监控的。

Spring Boot 2快速上手

说得这么好,用起来会不会很麻烦啊,会不会有很多参数要配置才能有这样的效果啊?答案是:不会。

spring boot 2.0 默认连接池就是Hikari了,所以引用parents后不用专门加依赖

配置一下就好

# jdbc_config   datasource
spring.datasource.driver-class-name=com.mysql.jdbc.Driver
spring.datasource.url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/datebook?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&autoReconnect=true&useSSL=false&zeroDateTimeBehavior=convertToNull
spring.datasource.username=root
spring.datasource.password=root
# Hikari will use the above plus the following to setup connection pooling
spring.datasource.type=com.zaxxer.hikari.HikariDataSource
spring.datasource.hikari.minimum-idle=5
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=15
spring.datasource.hikari.auto-commit=true
spring.datasource.hikari.idle-timeout=30000
spring.datasource.hikari.pool-name=DatebookHikariCP
spring.datasource.hikari.max-lifetime=1800000
spring.datasource.hikari.connection-timeout=30000
spring.datasource.hikari.connection-test-query=SELECT 1

直接启动即可 如图

参考资料

https://blog.csdn.net/clementad/article/details/46928621

原文发布于微信公众号 - 程序猿DD(didispace)

原文发表时间:2018-05-07

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