你不知道的数据库连接池

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发布于 2022-04-27 15:34:55

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连接到数据库服务器通常由几个需要很长时间的步骤组成。必须建立物理通道（例如套接字或命名管道），必须与服务器进行初次握手，必须分析连接字符串信息，必须由服务器对连接进行身份验证，必须运行检查以便在当前事务中登记，等等。

实际上，大多数应用程序仅使用一个或几个不同的连接配置。这意味着在执行应用程序期间，许多相同的连接将反复地打开和关闭。为了最大程度地降低打开连接的成本，ADO.NET 使用一种称为连接池的优化技术。

连接池使新连接必须打开的次数得以减少。 池程序维护物理连接的所有权。通过为每个给定的连接配置保留一组活动连接来管理连接。每当用户在连接上调用 Open 时，池进程就会查找池中可用的连接。如果某个池连接可用，会将该连接返回给调用者，而不是打开新连接。应用程序在该连接上调用 Close 时，池进程会将连接返回到活动连接池集中，而不是关闭连接。连接返回到池中之后，即可在下一个 Open 调用中重复使用。

只有配置相同的连接可以建立池连接。 ADO.NET 会同时保留多个池，每种配置各有一个。在使用集成的安全性时，连接按照连接字符串以及 Windows 标识分到多个池中。还根据连接是否已在事务中登记来建立池连接。在使用 ChangePassword 时，SqlCredential 实例影响连接池。 SqlCredential 的不同实例将使用不同的连接池，即使用户 ID 和密码相，也是如此。

池连接可以显著提高应用程序的性能和可缩放性。默认情况下，在 ADO.NET 中启用连接池。除非显式禁用，否则，在应用程序中打开和关闭连接时，池进程会对连接进行优化。还可以提供几个连接字符串修饰符来控制连接池的行为。

备注

启用连接池后，如果发生超时错误或其他登录错误，则将引发异常，并且在接下来的五秒内进行的后续连接尝试将失败，此段时间称为“阻塞期”。如果应用程序尝试在阻塞期内进行连接，则将再次引发第一个异常。阻塞期结束后的后续失败将导致新的阻塞期，该阻塞期的持续时间是上一个阻塞期的两倍，最长为一分钟。

池的创建和分配

在初次打开连接时，将根据完全匹配算法创建连接池，该算法将池与连接中的连接字符串关联。每个连接池都与一个不同的连接字符串相关联。打开新连接时，如果连接字符串并非与现有池完全匹配，将创建一个新池。按进程、应用程序域、连接字符串以及 Windows 标识（在使用集成的安全性时）来建立池连接。连接字符串还必须是完全匹配的；按不同顺序为同一连接提供的关键字将分到单独的池中。

在以下 C# 示例中创建了三个新的 SqlConnection 对象，但是管理时只需要两个连接池。注意，根据为 Initial Catalog 分配的值，第一个和第二个连接字符串有所不同。

using (SqlConnection connection = new SqlConnection(  
  "Integrated Security=SSPI;Initial Catalog=Northwind"))  
    {  
        connection.Open();        
        // 池A已创建  
    }  
  using (SqlConnection connection = new SqlConnection(  
  "Integrated Security=SSPI;Initial Catalog=pubs"))  
    {  
        connection.Open();        
        // 池B已创建，因为连接字符串不同  
    }  
  using (SqlConnection connection = new SqlConnection(  
  "Integrated Security=SSPI;Initial Catalog=Northwind"))  
    {  
        connection.Open();        
        // 此处会用A连接池的连接，因为连接字符串与A匹配  
    }

如果 MinPoolSize 在连接字符串中未指定或指定为零，池中的连接将在一段时间不活动后关闭。但是，如果指定的 MinPoolSize 大于零，在 AppDomain 被卸载并且进程结束之前，连接池不会被破坏。非活动或空池的维护只需要最少的系统开销。

备注

当出现故障转移等错误时，会自动清除池。

添加连接

连接池是为每个唯一的连接字符串创建的。当创建一个池后，将创建多个连接对象并将其添加到该池中，以满足最小池大小的需求。连接根据需要添加到池中，但是不能超过指定的最大池大小（默认值为 100）。连接在关闭或断开时释放回池中。

在请求 SqlConnection 对象时，如果存在可用的连接，将从池中获取该对象。连接要可用，必须未使用，具有匹配的事务上下文或未与任何事务上下文关联，并且具有与服务器的有效链接。

连接池进程通过在连接释放回池中时重新分配连接，来满足这些连接请求。如果已达到最大池大小且不存在可用的连接，则该请求将会排队。然后，池进程尝试重新建立任何连接，直至到达超时时间（默认值为 15 秒）。如果池进程在连接超时之前无法满足请求，将引发异常。

强烈建议您总是在使用完连接后关闭连接，以便将连接返回到池中。您可以使用Connection对象的Close或Dispose方法，或者通过打开c#中的using语句来实现这一点。未显式关闭的连接可能不会添加或返回到池中。有关更多信息，请参见使用语句或如何:为Visual Basic配置系统资源。

不要在类的Finalize方法中对连接、DataReader或任何其他托管对象调用Close或Dispose。在终结器中，只释放类直接拥有的非托管资源。如果类不拥有任何非托管资源，则不要在类定义中包含Finalize方法。有关更多信息，请参见垃圾收集。

移除连接

连接池在空闲约4-8分钟后，或者如果连接池检测到与服务器的连接已被切断，连接池将从池中删除连接。注意，只有在尝试与服务器通信之后才能检测到断开的连接。如果发现不再连接到服务器的连接，则将其标记为无效。只有在关闭或回收连接池时，才会从连接池中删除无效连接。

如果存在到已消失的服务器的连接，则可以从池中提取该连接，即使连接池程序没有检测到断开的连接并将其标记为无效。之所以会出现这种情况，是因为检查连接是否仍然有效的开销会导致再次往返于服务器，从而消除使用池的好处。当发生这种情况时，第一次尝试使用连接将检测到连接已被切断，并引发异常。

清除池

ADO.NET 2.0 引入了两种新的方法来清除ClearAllPools池ClearPool：和。 ClearAllPools 清除指定提供程序的连接池，ClearPool 清除与特定连接关联的连接池。如果在调用时连接正在使用，将对它们进行相应的标记。连接关闭时，将被丢弃，而不是返回池中。

事务支持

连接是根据事务上下文来从池中取出并进行分配的。除非在连接字符串中指定了 Enlist=false，否则连接池将确保连接在 Current 上下文中登记。如果连接使用登记的 System.Transactions 事务关闭并返回到池中，连接将保留在池中，以便使用相同 System.Transactions 事务对该连接池的下一次请求将返回相同的连接（如果可用）。如果发出这样的请求，而没有可用的池连接，则会从池的非事务性部分取出一个连接并登记。如果在池的每个区域都没有可用的连接，则会创建一个新的连接并登记。

当连接关闭时，它将被释放回池中，并根据其事务上下文放入相应的子部分。因此，即使分布式事务仍然挂起，仍可以关闭该连接而不会生成错误。这样，你就可以在之后提交或中止分布式事务。

使用连接字符串关键字控制连接池

ConnectionString 对象的 SqlConnection 属性支持连接字符串键/值对，可以用于调整连接池逻辑的行为。

池碎片

池碎片是许多 Web 应用程序中的一个常见问题，应用程序可能会创建大量在进程退出后才会释放的池。这样，将打开大量的连接，占用许多内存，从而导致性能降低。

由于集成安全性产生的池碎片

连接根据连接字符串以及用户标识来建立池连接。因此，如果使用网站上的基本身份验证或 Windows 身份验证以及集成的安全登录，每个用户将获得一个池。尽管这样可以提高单个用户的后续数据库请求的性能，但是该用户无法利用其他用户建立的连接。这样还使每个用户至少产生一个与数据库服务器的连接。这对特定 Web 应用程序结构会产生副作用，因为开发人员必须权衡安全性和审计要求。

由于许多数据库产生的池碎片

许多 Internet 服务提供商在一台服务器上托管多个网站。他们可能使用单个数据库确认窗体身份验证登录，然后为该用户或用户组打开与特定数据库的连接。与身份验证数据库的连接将建立池连接，供每个用户使用。但是，每个数据库的连接存在一个独立的池，这会增加与服务器的连接数。

这也会对应用程序设计产生副作用。但是，可以通过一个相对简单的方式避免此副作用，而又不会影响连接 SQL Server 时的安全性。不是为每个用户或组连接独立的数据库，而是连接到服务器上的相同数据库，然后执行 Transact-SQL USE 语句来切换为所需的数据库。以下代码段演示如何创建与 master 数据库的初始连接，然后切换到 databaseName 字符串变量中指定的所需数据库。

command.Text = "USE DatabaseName";  
using (SqlConnection connection = new SqlConnection(  
  connectionString))  
  {  
    connection.Open();  
    command.ExecuteNonQuery();  
  }

应用程序角色和连接池

通过调用 sp_setapprole 系统存储过程激活了 SQL Server 应用程序角色之后，该连接的安全上下文无法重置。但是，如果启用了池，连接将返回池，在重复使用池连接时会出错。