二、HikariCP获取连接流程源码分析二

原创

用户1422411

发布于 2022-06-25 17:49:43

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发布于 2022-06-25 17:49:43

文章被收录于专栏：HikariCP源码解析系列

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源代码版本2.4.5-SNAPSHOT

HikariPool的getConnection()方法

在上一篇《HikariCP获取连接流程源码分析一》中，我们分析了HikariDataSource的getConnection()方法，而这个方法，其实详细的实现细节都是在HikariPool的getConnection()方法中，我们来分析下HikariPool的getConnection()方法。

代码如下:

public final Connection getConnection() throws SQLException {
      return getConnection(connectionTimeout);
   }

这里又调用了一个有参的getConnection()方法，但是我们并没有传参数connectionTimeout，这个是哪里来的呢？这个其实就是用户在初始化连接池的时候设置的参数connectionTimeout，它表示获取连接的超时时间，不配置的话默认值 30秒。我们继续看下getConnection(connectionTimeout);的实现：

public final Connection getConnection(final long hardTimeout) throws SQLException {
      //①
      //获取连接的时候申请令牌, 主要是为了连接池挂起的时候, 控制用户不能获取连接
      //当连接池挂起的时候, Semaphore的 10000 个令牌都会被占用, 此处就会一直阻塞线程等待令牌
      suspendResumeLock.acquire();
      //记录获取连接的开始时间, 用于超时判断
      final long startTime = clockSource.currentTime();

      try {
         long timeout = hardTimeout;
         do {
            //②
            //从连接池获取连接, 超时时间timeout
            final PoolEntry poolEntry = connectionBag.borrow(timeout, MILLISECONDS);
            //borrow方法在超时的时候才会返回 null
            if (poolEntry == null) {
               break; // We timed out... break and throw exception
            }

            final long now = clockSource.currentTime();
            //③
            //获取连接的时候, 判断连接是否已经被标记移除
            if (poolEntry.isMarkedEvicted() || (clockSource.elapsedMillis(poolEntry.lastAccessed, now) > ALIVE_BYPASS_WINDOW_MS && !isConnectionAlive(poolEntry.connection))) {
               //如果连接超出maxLifetime, 或者连接测试不通过, 就关闭连接
               closeConnection(poolEntry, "(connection is evicted or dead)"); // Throw away the dead connection (passed max age or failed alive test)
               //剩余超时时间
               timeout = hardTimeout - clockSource.elapsedMillis(startTime);
            } else {
               //④
               //记录连接借用
               metricsTracker.recordBorrowStats(poolEntry, startTime);
               //创建ProxyConnection, ProxyConnection是Connection的包装, 同时也创建一个泄露检测的定时任务
               return poolEntry.createProxyConnection(leakTask.schedule(poolEntry), now);
            }
         } while (timeout > 0L);
      } catch (InterruptedException e) {
         throw new SQLException(poolName + " - Interrupted during connection acquisition", e);
      } finally {
         //释放锁
         suspendResumeLock.release();
      }

      //⑤
      //获取连接超时才会执行下面的代码
      logPoolState("Timeout failure ");
      metricsTracker.recordConnectionTimeout();

      String sqlState = null;
      final Throwable originalException = getLastConnectionFailure();
      if (originalException instanceof SQLException) {
         sqlState = ((SQLException) originalException).getSQLState();
      }
      final SQLException connectionException = new SQLTransientConnectionException(poolName + " - Connection is not available, request timed out after " + clockSource.elapsedMillis(startTime) + "ms.", sqlState, originalException);
      if (originalException instanceof SQLException) {
         connectionException.setNextException((SQLException) originalException);
      }
      throw connectionException;
   }

①Semaphore

suspendResumeLock.acquire();
//记录获取连接的开始时间, 用于超时判断
final long startTime = clockSource.currentTime();

getConnection的第一步，首先是获取令牌。我们从变量的名字suspendResumeLock来看，可能跟挂起(suspend)有关，那么挂起什么东西？如果之前大家有读过 HikariCP 的文档，或者使用过HikariCP的挂起功能，那么你肯定已经猜到了，这个是跟挂起整个连接池有关。

挂起HikariCP

HikariCP的挂起功能，其实就是暂停用户获取连接，也就是说，挂起整个连接池之后，如果有线程要从连接池获取连接，那么会一直阻塞，直到连接池被恢复。

挂起有什么用？

作者 brett 提到挂起的使用方法：

挂起连接池
更改数据库连接池配置，或者更改 DNS 配置(指向新的主服务器)
软驱逐连接池中现有的连接
恢复连接池

HikariCP可以在运行期通过 JMX修改一些配置的(并不是所有的配置)，有：connectionTimeout（获取连接的超时时间），leakDetectionThreshold（连接泄露检测时间），maxPoolSize（连接池最大连接数），minIdle（最小空闲连接数），maxLifetime（连接最大存活时间），idleTimeout（连接最大空闲时间），共 7 项。

比如我挂起了连接池，然后修改了maxLifetime，那么连接池中现有的连接还是之前的配置，我就要将所有的连接都从连接池中驱逐出去，然后恢复连接池，这时候连接池就会使用新的配置创建新的连接。

除此之外，还可以使用连接池挂起时，线程一直阻塞无法获取到连接这个特性，来模拟数据库连接故障，来测试应用。

怎么实现的

OK，我们知道了这一句代码的目的主要是挂起连接池时，阻止用户获取连接的。那么是怎么实现的呢？

其实，suspendResumeLock的类是com.zaxxer.hikari.util.SuspendResumeLock，它的内部是用Semaphore实现的。Semaphore是 java 的concurrent包下的并发工具类，它用给线程发放令牌的方式，控制线程的并发数量。

举个场景例子，假如是秒杀：我们知道服务器的最大并发处理能力是同时处理 1000 个请求，超过 1000 个请求服务器可能会宕机，在不扩容的情况下，尽量保证服务可用。这个时候，我们就要控制用户的请求数量不能超过 1000对吧。

这时候我们可以用Semaphore实现，Semaphore类似一个令牌桶，桶里可以放指定数量的令牌，在并发的时候，每个线程从桶里拿一个(也可以是多个)令牌，拿到令牌的才可以继续执行，拿不到令牌的就等着(根据策略不同，也可能是抛异常等)，直到有其他线程释放令牌之后，得到令牌继续执行。

上面的场景，我们可以使用Semaphore初始化 1000 个令牌，每个线程拿一个令牌，这样我们就可以控制同时处理的请求数量不超过 1000了吧。

同样的道理，我们看下挂起连接池的方法：

public void suspend() {
      //MAX_PERMITS = 10000
      acquisitionSemaphore.acquireUninterruptibly(MAX_PERMITS);
   }

HikariCP 在这里初始化了 1万个令牌，如果用户调用了suspend()挂起连接池，其实就是调用了Semaphore一次获取 1 万个令牌，这样其他线程就没有令牌可以拿了，只能一直等，直到用户恢复线程池，释放这 1 万个令牌到桶里。

需要注意的是，要使用挂起连接池的功能，必须配置isAllowPoolSuspension=true，否则使用挂起功能会报错。

我们提到isAllowPoolSuspension其实是还要说一下suspendResumeLock的一个优化点。

在初始化连接池的时候，这个suspendResumeLock根据你是否开启了挂起功能，会有不同的实现，this.suspendResumeLock = config.isAllowPoolSuspension() ? new SuspendResumeLock() : SuspendResumeLock.FAUX_LOCK;。

假如没有启用挂起功能，那么suspendResumeLock是一个FAUX_LOCK。

FAUX_LOCK是什么呢？看代码：

public static final SuspendResumeLock FAUX_LOCK = new SuspendResumeLock(false) {
      @Override
      public void acquire() {}
      @Override
      public void release() {}
      @Override
      public void suspend() {}
      @Override
      public void resume() {}
   };

你没有看错，就是一个空实现，方法里什么都没有。

这么做有什么好处？其实是，当挂起功能没有开启的时候, 它会提供一个空实现, 希望 JIT 能将之优化掉。也就是说，每次申请令牌其实是调用空方法，什么都不干，代码在运行多次之后，JIT 有可能会把它优化掉，根本就不调用了。这样，我们每次获取连接的时候，会节省申请令牌的额外开销，提高性能。

最快的一般不是浪得虚名，肯定都有值得我们学习的地方......你学会了没有？

我们继续分析。

clockSource是一个时间的工具类，用于获取当前时间，计算时间差等等。此处记录了当前时间，用于后面时间差计算，判断获取连接是否超时用的。

②获取连接

//②
//从连接池获取连接, 超时时间timeout
final PoolEntry poolEntry = connectionBag.borrow(timeout, MILLISECONDS);
//borrow方法在超时的时候才会返回 null
if (poolEntry == null) {
  break; // We timed out... break and throw exception
}

此处的代码，我们可以看到，从connectionBag中获取了一个poolEntry对象。poolEntry其实是对数据库连接的一个包装类，connectionBag才是 HikariCP中实际保存数据库连接的容器，里面是一个CopyOnWriteArrayList。由于connectionBag非常重要，我们要在后面单独分析，此处不深入进去了。

但是从connectionBag获取连接的时候，我可以看到传了一个参数timeout，这个timeout就是我们配置的connectionTimeout，获取连接的超时时间，如果在指定的timeout时间内，没有返回一个连接，那么就返回一个 null。

此时已经超时了，所以下面的判断就是跳出循环，不在尝试获取连接了。

由于放在一篇文章里太长，未尽事宜，下篇继续！

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