数据库连接配置策略和实践指南

作者 | yangyidba

出品 | yangyidba

一 前言

应用执行SQL请求完成的过程中,数据库连接占很重要一部分。尤其是涉及到流量瞬间暴涨,需要创建大量连接,或者网络异常导致重连时,从业务端来看,sql执行缓慢的问题,此时sql执行并非真的慢。本文是基于我们自己的生产环境的Durid最佳实践,仅供各位参考,当然不同公司的链路/业务压力可能不一样。具体到个别参数需要区别对待。

二 具体实践

从整体系统的角度,我们要考虑几个点 ,数据库连接数配置多少合适针对空闲连接网络异常的超时时间如何高效复用连接,druid 版本选择这几个方面来介绍。

2.1 如何设置连接池大小

合适的连接池大小和业务请求的 QPS 和 单个请求的 RT(单位为毫秒)。基本公式:

连接数 = QPS /(1000/RT) + N = QPS * RT /1000 + N

注意: 此处 QPS 和 RT 为单个应用端统计。假定随连接数量增加,客户端能处理的请求数线性增加。

举个例子

比如 一个请求的耗时rt=2ms,每个连接能处理的请求数量 
S = 1000/2 =500 ,
业务层总请求量是 M=5000 ,那么合理的连接数为 
M/S=5000/500=10 
为了避免连接数被占满,我们会在上面的连接数的基础上再加上N ,最终的连接数为10+N .

统计平时的最大 QPS 和此时的 RT,以此计算 minIdle,并设置 initialSize = minIdle。

统计峰值时的 QPS 和此时的 RT,以此计算 maxActive。

可以通过以下方法,通过 jmx 观察 Druid 实际的连接池状况,重点关注 ActiveCount:活动连接数,PoolingCount:池子中的连接数。并根据实际情况考虑调整。

java -XX:+UseConcMarkSweepGC -XX:+CMSClassUnloadingEnabled -XX:+TieredCompilation -XX:TieredStopAtLevel=1 -Xverify:none -client -jar /PATH/cmdline-jmxclient-0.10.3.jar - 127.0.0.1:7777 'com.alibaba.druid:type=DruidDataSourceStat' DataSourceList |& grep -E 'ActiveCount|PoolingCount'

2.2 如何设置超时时间

连接池中的超时时间主要有:

connectTimeout 建立 TCP 连接的超时时间 maxWait 从连接池获取连接的最长等待时间 socketTimeout 发送请求后等待响应的超时时间

其中,connectTimeout 建议不要小于 1200ms。TCP 在建立连接时,SYN 包的超时重传时间为 1s。connectTimeout 设置过短,很可能造成应用发布时,初始化连接池过程中由于网络抖动,或中间网络设备需要初始化状态发生丢包触发超时,从而造成连接池初始化失败而导致发布失败。

socketTimeout 可以根据应用最长的查询返回时间设置。过长会造成生网络问题,或数据库服务有问题时雪崩;过短也会造成频繁请求超时。不要短于 300ms。TCP 的最小 RTO 为 200ms,并根据延迟动态调整。过短的超时时间会造成单个丢包就造成请求超时。生产环境数据库都配置有 SQL Killer,会自动杀死执行时间过长的请求。因此,设置过长的 socketTimeout 也是没有意义的。

maxWait 可以根据应用期待的等待时间设置。为避免在发生网络问题,或数据库服务有问题时雪崩,这个时间设置不要过大。下面的默认值 800ms 是个保守的设置。应用可以设置一个更短的时间,如 300ms。过短的时间也会造成在连接池中连接数不足,需要新建连接时造成大量超时。建议不要低于 100ms。

2.3 如何设置连接保持时间

设置连接保持活跃的时间需要考虑是直连还是通过数据库中间件proxy连接。一般现在的生产环境大多为:

App -> LVS -> Proxy -> DB

其中应用到 RDS 的访问路径为 App -> LVS -> Proxy 。

其中,LVS 空闲连接保留时间为 90s。Proxy 为了避免访问到已被关闭的连接,自身的空闲连接保留时间为 [70, 85) s。因此,应用程序为了避免从连接池获取到已被关闭的连接,应当设置自身保留空闲连接时间不能超过70s。打开KeepAlive之后的效果

初始化连接池时会填充到minIdle数量。 连接池中的minIdle数量以内的连接,空闲时间超过 minEvictableIdleTimeMillis,则会执行keepAlive操作。 当网络断开等原因产生的由ExceptionSorter检测出来的死连接被清除后,自动补充连接到minIdle数量。

timeBetweenEvictionRunsMillis=10000, 
minEvictableIdleTimeMillis=44000, 
maxEvictableIdleTimeMillis=55000。

2.4 必选配置项

以下默认配置可以根据实际情况调整。

<bean id="cartDataSource" class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource"
          init-method="init" destroy-method="close">
                  <property name="url" value="${cluster.jdbc.url}"/>
                          <property name="username" value="${cluster.jdbc.username}"/>
                                  <property name="password" value="${cluster.jdbc.password}"/>
                                          <property name="connectionInitSqls" value="set names utf8mb4"/>        <!-- 连接池初始连接数 -->        <property name="initialSize" value="5" />        <!-- 允许的最大同时使用中(在被业务线程持有,还没有归还给druid) 的连接数 -->        <property name="maxActive" value="20" />        <!-- 允许的最小空闲连接数,空闲连接超时踢除过程会最少保留的连接数 -->        <property name="minIdle" value="5" />        <!-- 从连接池获取连接的最大等待时间 800毫秒;业务方根据可以自行调整-->        <property name="maxWait" value="800" />        <!-- 一条物理连接的最大存活时间 120分钟-->        <property name="phyTimeoutMillis" value="7200000"/>        <!-- 强行关闭从连接池获取而长时间未归还给druid的连接(认为异常连接)-->        <property name="removeAbandoned" value="true"/>        <!-- 异常连接判断条件,超过180 秒 则认为是异常的,需要强行关闭 -->        <property name="removeAbandonedTimeout" value="180"/>        <!-- 从连接池获取到连接后,如果超过被空闲剔除周期,是否做一次连接有效性检查 -->        <property name="testWhileIdle" value="true"/>        <!-- 从连接池获取连接后,是否马上执行一次检查 -->        <property name="testOnBorrow" value="false"/>        <!-- 归还连接到连接池时是否马上做一次检查 -->        <property name="testOnReturn" value="false"/>        <!-- 连接有效性检查的SQL -->        <property name="validationQuery" value="SELECT 1"/>        <!-- 连接有效性检查的超时时间 1 秒 -->        <property name="validationQueryTimeout" value="1"/>        <!-- 周期性剔除长时间呆在池子里未被使用的空闲连接, 10秒一次-->        <property name="timeBetweenEvictionRunsMillis" value="10000"/>        <!-- 空闲多久可以认为是空闲太长而需要剔除 44 秒-->        <property name="minEvictableIdleTimeMillis" value="44000"/>        <!-- 如果空闲时间太长即使连接池所剩连接 < minIdle 也会被剔除 55 秒 -->        <property name="maxEvictableIdleTimeMillis" value="55000"/>        <!-- 是否设置自动提交,相当于每个语句一个事务 -->        <property name="defaultAutoCommit" value="true"/>        <!-- 记录被判定为异常的连接 -->        <property name="logAbandoned" value="true"/>        <!-- 网络读取超时,网络连接超时             socketTimeout : 对于线上业务小于5s,对于BI等执行时间较长的业务的SQL,需要设置大一点        -->        <property name="connectionProperties" value="socketTimeout=3000;connectTimeout=1200"/>        <property name="proxyFilters">            <list>                <ref bean="log-filter"/>            </list>        </property></bean>

1.0.28版本之后,新加入keepAlive配置,缺省关闭。使用keepAlive功能,建议使用1.1.16或者更高版本。一般业务无需打开,除非分钟请求量在个位数或者启动时间超长导致初始连接都过期。

2.5 druid版本

建议使用最新版本,不要使用太老的版本,以免遇到 bug。

e.g. Maven 配置:

  <dependency>
      <groupId>com.alibaba</groupId>
          <artifactId>druid</artifactId>
              <version>1.0.27</version>
                </dependency>

三 小结

本文算是数据库连接池配置(案例及排查指南) 的一个补充,希望对需要关注数据库连接配置的朋友有所帮助。如有不妥,请拍砖。

本文分享自微信公众号 - 服务端思维(gh_c3775931ac9d)

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原始发表时间:2019-11-06

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