面试官：为什么数据库连接很消耗资源，资源都消耗在哪里？

java思维导图

发布于 2022-04-11 12:44:35

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编辑：业余草

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❝开发应用程序久了，总想刨根问底，尤其对一些有公共答案的问题。大家都能解释，但是追根究底，都解释不清。凡是都有为什么，而且用数字说明问题是最直观的。 ❞

本文主要想探究一下连接数据库的细节，尤其是在Web应用中要使用数据库来连接池，以免每次发送一次请求就重新建立一次连接。对于这个问题，答案都是一致的，建立数据库连接很耗时，但是这个耗时是都多少呢，又是分别在哪些方面产生的耗时呢？

本文以连接MySQL数据库为例，因为MySQL数据库是开源的，其通信协议是公开的，所以我们能够详细分析建立连接的整个过程。

❝在本文中，消耗资源的分析主要集中在网络上，当然，资源也包括内存、CPU等计算资源，使用的编程语言是Java，但是不排除编程语言也会有一定的影响。 ❞

首先先看一下连接数据库的Java代码，如下：

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

String name = "xttblog2";
String password = "123456";
String url = "jdbc:mysql://172.16.100.131:3306/xttblog2";
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, name, password);
// 之后程序终止，连接被强制关闭

然后通过「Wireshark」分析整个连接的建立过程，如下：

Wireshark抓包

在上图中显示的连接过程中，可以看出MySQL的通信协议是基于TCP传输协议的，而且该协议是二进制协议，不是类似于HTTP的文本协议，其中建立连接的过程具体如下：

第1步：建立TCP连接，通过三次握手实现；
第2步：服务器发送给客户端「握手信息」，客户端响应该握手消息；
第3步：客户端「发送认证包」，用于用户验证，验证成功后，服务器返回OK响应，之后开始执行命令；

用户验证成功之后，会进行一些连接变量的设置，比如字符集、是否自动提交事务等，其间会有多次数据的交互。完成了这些步骤后，才会执行真正的数据查询和更新等操作。

在本文的测试中，只用了5行代码来建立连接，但是并没有通过该连接去执行任何操作，所以在程序执行完毕之后，连接不是通过Connection.close()关闭的，而是由于程序执行完毕，导致进程终止，造成与数据库的连接异常关闭，所以最后会出现TCP的RST报文。在这个最简单的代码中，没有设置任何额外的连接属性，所以在设置属性上占用的时间可以认为是最少的（其实，虽然我们没有设置任何属性，但是驱动仍然设置了字符集、事务自动提交等，这取决于具体的驱动实现），所以整个连接所使用的时间可以认为是最少的。但从统计信息中可以看出，在不包括最后TCP的RST 报文时（因为该报文不需要服务器返回任何响应），但是其中仍需在客户端和服务器之间进行往返「7」次，「也就是说完成一次连接，可以认为，数据在客户端和服务器之间需要至少往返7次」，从时间上来看，从开始TCP的三次握手，到最终连接强制断开为止（不包括最后的RST报文），总共花费了：

10.416042 - 10.190799 = 0.225243s = **225.243ms**！！！

这意味着，建立一次数据库连接需要225ms，而这还是还可以认为是最少的，当然「花费的时间可能受到网络状况、数据库服务器性能以及应用代码是否高效的影响」，但是这里只是一个最简单的例子，已经足够说明问题了！

由于上面是程序异常终止了，但是在正常的应用程序中，连接的关闭一般都是通过Connection.close()完成的，代码如下：

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

String name = "shine_user";
String password = "123";
String url = "jdbc:mysql://172.16.100.131:3306/clever_mg_test";
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, name, password);
conn.close();

这样的话，情况发生了变化，主要体现在与数据库连接的断开，如下图：