dbcp基本配置和重连配置

╰半橙微兮° 2022-08-06 12:12 151阅读 0赞

# 最近在看一些dbcp的相关内容，顺便做一下记录，免得自己给忘记了。       1. 引入dbcp (选择1.4) #

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  <dependency>  
2.      <groupId>com.alibaba.external</groupId>  
3.      <artifactId>jakarta.commons.dbcp</artifactId>  
4.      <version>1.4</version>  
5.  </dependency>

2. dbcp的基本配置

# 相关配置说明:     initialSize ：连接池启动时创建的初始化连接数量（默认值为0）  maxActive ：连接池中可同时连接的最大的连接数（默认值为8，调整为20，高峰单机器在20并发左右，自己根据应用场景定）  maxIdle：连接池中最大的空闲的连接数，超过的空闲连接将被释放，如果设置为负数表示不限制（默认为8个，maxIdle不能设置太小，因为假如在高负载的情况下，连接的打开时间比关闭的时间快，会引起连接池中idle的个数 上升超过maxIdle，而造成频繁的连接销毁和创建，类似于jvm参数中的Xmx设置)  minIdle：连接池中最小的空闲的连接数，低于这个数量会被创建新的连接（默认为0，调整为5，该参数越接近maxIdle，性能越好，因为连接的创建和销毁，都是需要消耗资源的；但是不能太大，因为在机器很空闲的时候，也会创建低于minidle个数的连接，类似于jvm参数中的Xmn设置）  maxWait  ：最大等待时间，当没有可用连接时，连接池等待连接释放的最大时间，超过该时间限制会抛出异常，如果设置-1表示无限等待（默认为无限，调整为60000ms，避免因线程池不够用，而导致请求被无限制挂起）  poolPreparedStatements：开启池的prepared（默认是false，未调整，经过测试，开启后的性能没有关闭的好。）  maxOpenPreparedStatements：开启池的prepared 后的同时最大连接数（默认无限制，同上，未配置）  minEvictableIdleTimeMillis  ：连接池中连接，在时间段内一直空闲， 被逐出连接池的时间  （默认为30分钟，可以适当做调整，需要和后端服务端的策略配置相关）  removeAbandonedTimeout  ：超过时间限制，回收没有用(废弃)的连接（默认为 300秒，调整为180）  removeAbandoned  ：超过removeAbandonedTimeout时间后，是否进 行没用连接（废弃）的回收（默认为false，调整为true)       removeAbandoned参数解释：  如果开启了removeAbandoned，当getNumIdle() < 2) and (getNumActive() > getMaxActive() - 3)时被触发.  举例当maxActive=20, 活动连接为18,空闲连接为1时可以触发"removeAbandoned".但是活动连接只有在没有被使用的时间超 过"removeAbandonedTimeout"时才被回收  logAbandoned： 标记当连接被回收时是否打印程序的stack traces日志（默认为false，未调整）       一般会是几种情况出现需要removeAbandoned：　  代码未在finally释放connection ,　不过我们都用sqlmapClientTemplate，底层都有链接释放的过程  遇到数据库死锁。以前遇到过后端存储过程做了锁表操作，导致前台集群中连接池全都被block住，后续的业务处理因为拿不到链接所有都处理失败了。       一份优化过的配置：  基本配置代码   ![收藏代码][icon_star.png]  <bean id="dataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" destroy-method="close">         <property name="driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver" />        <property name="url" value="xxxx" />        <property name="username"><value>xxxx</value></property>            <property name="password"><value>xxxxx</value></property>            <property name="maxActive"><value>20</value></property>            <property name="initialSize"><value>1</value></property>            <property name="maxWait"><value>60000</value></property>            <property name="maxIdle"><value>20</value></property>            <property name="minIdle"><value>3</value></property>            <property name="removeAbandoned"><value>true</value></property>            <property name="removeAbandonedTimeout"><value>180</value></property>            <property name="connectionProperties"><value>clientEncoding=GBK</value></property>    </bean>               2. dbcp的链接validate配置  dbcp是采用了commons-pool做为其连接池管理，testOnBorrow,testOnReturn, testWhileIdle是pool是提供的几种校验机制，通过外部钩子的方式回调dbcp的相关数据库链接(validationQuery)校验  dbcp相关外部钩子类：PoolableConnectionFactory,继承于common-pool PoolableObjectFactory  dbcp通过GenericObjectPool这一入口，进行连接池的borrow,return处理  testOnBorrow : 顾明思义，就是在进行borrowObject进行处理时，对拿到的connection进行validateObject校验  testOnReturn : 顾明思义，就是在进行returnObject对返回的connection进行validateObject校验，个人觉得对数据库连接池的管理意义不大  testWhileIdle : 关注的重点，GenericObjectPool中针对pool管理，起了一个Evict的TimerTask定时线程进行控制(可通过设置参数timeBetweenEvictionRunsMillis>0),定时对线程池中的链接进行validateObject校验，对无效的链接进行关闭后，会调用ensureMinIdle，适当建立链接保证最小的minIdle连接数。  timeBetweenEvictionRunsMillis,设置的Evict线程的时间，单位ms，大于0才会开启evict检查线程     validateQuery， 代表检查的sql  validateQueryTimeout， 代表在执行检查时，通过statement设置，statement.setQueryTimeout(validationQueryTimeout)  numTestsPerEvictionRun，代表每次检查链接的数量，建议设置和maxActive一样大，这样每次可以有效检查所有的链接. #

Validate配置代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  <property name="testWhileIdle"><value>true</value></property>   
2.      <property name="testOnBorrow"><value>false</value></property>  
3.      <property name="testOnReturn"><value>false</value></property>  
4.      <property name="validationQuery"><value>select sysdate from dual</value></property>  
5.      <property name="validationQueryTimeout"><value>1</value></property>  
6.      <property name="timeBetweenEvictionRunsMillis"><value>30000</value></property>  
7.      <property name="numTestsPerEvictionRun"><value>20</value></property>

#  相关配置需求： #

1.  **目前网站的应用大部分的瓶颈还是在I/O这一块，大部分的I/O还是在数据库的这一层面上，每一个请求可能会调用10来次SQL查询，如果不走事务，一个请求会重复获取链接，如果每次获取链接都进行validateObject，性能开销不是很能接受，可以假定一次SQL操作消毫0.5~1ms(一般走了网络请求基本就这数)**
2.  **网站异常数据库重启，网络异常断开的频率是非常低的，一般也就在数据库升级，演习维护时才会进行，而且一般也是选在晚上，访问量相对比较低的请求，而且一般会有人员值班关注，所以异步的validateObject是可以接受，但一个前提需要确保能保证在一个合理的时间段内，数据库能完成自动重联。**

从代码层面简单介绍下dbcp的validate实现：

1.  common-pools提供的PoolableObjectFactory，针对pool池的管理操作接口

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  public interface PoolableObjectFactory \{  
2.    
3.    Object makeObject() throws Exception;  
4.    
5.    void destroyObject(Object obj) throws Exception;  
6.    
7.    boolean validateObject(Object obj);  
8.    
9.    void activateObject(Object obj) throws Exception;  
10.   
11.   void passivateObject(Object obj) throws Exception;  
12. \}

2. dbcp实现的pool从池管理操作

这里贴了一个相关validate代码，具体类可见：PoolableConnectionFactory.validateConnection()

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  public class PoolableConnectionFactory implements PoolableObjectFactory \{  
2.    
3.  ......  
4.  public boolean validateObject(Object obj) \{ //验证validateObject  
5.          if(obj instanceof Connection) \{  
6.              try \{  
7.                  validateConnection((Connection) obj);  
8.                  return true;  
9.              \} catch(Exception e) \{  
10.                 return false;  
11.             \}  
12.         \} else \{  
13.             return false;  
14.         \}  
15.     \}  
16. public void validateConnection(Connection conn) throws SQLException \{  
17.         String query = \_validationQuery;  
18.         if(conn.isClosed()) \{  
19.             throw new SQLException("validateConnection: connection closed");  
20.         \}  
21.         if(null != query) \{  
22.             Statement stmt = null;  
23.             ResultSet rset = null;  
24.             try \{  
25.                 stmt = conn.createStatement();  
26.                 if (\_validationQueryTimeout > 0) \{  
27.                     stmt.setQueryTimeout(\_validationQueryTimeout);  
28.                 \}  
29.                 rset = stmt.executeQuery(query);  
30.                 if(!rset.next()) \{  
31.                     throw new SQLException("validationQuery didn't return a row");  
32.                 \}  
33.             \} finally \{  
34.                 if (rset != null) \{  
35.                     try \{  
36.                         rset.close();  
37.                     \} catch(Exception t) \{  
38.                         // ignored  
39.                     \}  
40.                 \}  
41.                 if (stmt != null) \{  
42.                     try \{  
43.                         stmt.close();  
44.                     \} catch(Exception t) \{  
45.                         // ignored  
46.                     \}  
47.                 \}  
48.             \}  
49.         \}  
50.     \}  
51.   
52. ....  
53.   
54. \}

3. pool池的evict调用代码：GenericObjectPool (apache commons pool version 1.5.4)

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  protected synchronized void startEvictor(long delay) \{ //启动Evictor为TimerTask  
2.          if(null != \_evictor) \{  
3.              EvictionTimer.cancel(\_evictor);  
4.              \_evictor = null;  
5.          \}  
6.          if(delay > 0) \{  
7.              \_evictor = new Evictor();  
8.              EvictionTimer.schedule(\_evictor, delay, delay);  
9.          \}  
10.     \}  
11.   
12. for (int i=0,m=getNumTests();i<m;i++) \{  
13.             final ObjectTimestampPair pair;  
14.            .......  
15.             boolean removeObject = false;  
16.             // 空闲链接处理  
17.             final long idleTimeMilis = System.currentTimeMillis() - pair.tstamp;  
18.             if ((getMinEvictableIdleTimeMillis() > 0) &&  
19.                     (idleTimeMilis > getMinEvictableIdleTimeMillis())) \{  
20.                 removeObject = true;  
21.             \} else if ((getSoftMinEvictableIdleTimeMillis() > 0) &&  
22.                     (idleTimeMilis > getSoftMinEvictableIdleTimeMillis()) &&  
23.                     ((getNumIdle() + 1)> getMinIdle())) \{   
24.                 removeObject = true;  
25.             \}  
26.             //  testWhileIdle sql 检查处理  
27.             if(getTestWhileIdle() && !removeObject) \{  
28.                 boolean active = false;  
29.                 try \{  
30.                     \_factory.activateObject(pair.value);  
31.                     active = true;  
32.                 \} catch(Exception e) \{  
33.                     removeObject=true;  
34.                 \}  
35.                 if(active) \{  
36.                     if(!\_factory.validateObject(pair.value)) \{   
37.                         removeObject=true;  
38.                     \} else \{  
39.                         try \{  
40.                             \_factory.passivateObject(pair.value);  
41.                         \} catch(Exception e) \{  
42.                             removeObject=true;  
43.                         \}  
44.                     \}  
45.                 \}  
46.             \}  
47.             // 真正关闭  
48.             if (removeObject) \{  
49.                 try \{  
50.                     \_factory.destroyObject(pair.value);  
51.                 \} catch(Exception e) \{  
52.                     // ignored  
53.                 \}  
54.             \}  
55.           ........

注意： 目前dbcp的pool的实现是使用了公用的apache common pools进行扩展处理，所以和原生的连接池处理，代码看上去有点别扭，感觉自动重连这块异常处理不怎么好，我也就只重点关注了这部分代码而已 ![icon_biggrin.gif][]  .

# 3. dbcp的链接自动重链相关测试 #

相关场景：

1.  数据库意外重启后，原先的数据库连接池能自动废弃老的无用的链接，建立新的数据库链接
2.  网络异常中断后，原先的建立的tcp链接，应该能进行自动切换

测试需求1步骤

1.  建立一testCase代码
2.  配置mysql数据库
3.  循环执行在SQL查询过程
4.  异常重启mysql数据库

测试需求2步骤

1.  建立一testCase代码
2.  配置mysql数据库
3.  循环执行在SQL查询过程
4.  通过iptables禁用网络链接

/sbin/iptables -A INPUT -s 10.16.2.69 -j REJECT  
/sbin/iptables -A FORWARD -p tcp -s 10.16.2.69 --dport 3306 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j DROP

5. iptables -F 清空规则，恢复链接通道。

测试需求问题记录

分别测试了两种配置，有validateObject的配置和没有validateObject的相关配置。

1. 没有validate配置  
问题一： 异常重启mysql数据库后，居然也可以自动恢复链接，sql查询正常  
跟踪了一下代码，发现这么一个问题：

1.  在数据库关闭的时候，client中pool通过borrowObject获取一个异常链接返回给client
2.  client在使用具体的异常链接进行sql调用出错了，抛了异常
3.  在finally，调用connection.close()，本意是应该调用pool通过returnObject返回到的池中，但在跟踪代码时，未见调用GenericObjectPool的returnObject
4.  继续查，发现在dbcp在中PoolingDataSource(实现DataSource接口)调用PoolableConnection(dbcp pool相关的delegate操作)进行相应关闭时，会检查\_conn.isClosed()，针对DataSource如果isClosed返回为true的则不调用returnObject，直接丢弃了链接

解释：

*  正因为在获取异常链接后，因为做了\_conn.isClosed()判断，所以异常链接并没有返回到连接池中，所以到数据库重启恢复后，每次都是调用pool重新构造一个新的connection，所以后面就正常了
 *  \_conn.isClosed()是否保险，从jdk的api描述中： A connection is closed if the method close has been called on it or if certain fatal errors have occurred. 里面提供两种情况，一种就是被调用了closed方法，另一种就是出现一些异常也说的比较含糊。

问题二：validateObject调用时，dbcp设置的validationQueryTimeout居然没效果

看了mysql statement代码实现，找到了答案。

mysql com.mysql.jdbc.statemen 部分代码

timeout时间处理：

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  timeoutTask = new CancelTask();  
2.  //通过TimerTask启动一定时任务  
3.  Connection.getCancelTimer().schedule(timeoutTask,  this.timeoutInMillis);

对应的CancelTask的代码：

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  class CancelTask extends TimerTask \{  
2.    
3.          long connectionId = 0;  
4.    
5.          CancelTask() throws SQLException \{  
6.              connectionId = connection.getIO().getThreadId();  
7.          \}  
8.    
9.          public void run() \{  
10.   
11.             Thread cancelThread = new Thread() \{  
12.   
13.                 public void run() \{  
14.                     Connection cancelConn = null;  
15.                     java.sql.Statement cancelStmt = null;  
16.   
17.                     try \{  
18.                         cancelConn = connection.duplicate();  
19.                         cancelStmt = cancelConn.createStatement();  
20.                                                 // 简单暴力，再发起一条KILL SQL，关闭先前的sql thread id  
21.                         cancelStmt.execute("KILL QUERY " + connectionId);  
22.                         wasCancelled = true;  
23.                     \} catch (SQLException sqlEx) \{  
24.                         throw new RuntimeException(sqlEx.toString());  
25.                     \} finally \{  
26.                         if (cancelStmt != null) \{  
27.                             try \{  
28.                                 cancelStmt.close();  
29.                             \} catch (SQLException sqlEx) \{  
30.                                 throw new RuntimeException(sqlEx.toString());  
31.                             \}  
32.                         \}  
33.   
34.                         if (cancelConn != null) \{  
35.                             try \{  
36.                                 cancelConn.close();  
37.                             \} catch (SQLException sqlEx) \{  
38.                                 throw new RuntimeException(sqlEx.toString());  
39.                             \}  
40.                         \}  
41.                     \}  
42.                 \}  
43.             \};  
44.   
45.             cancelThread.start();  
46.         \}  
47.     \}

原因总结一句话： queryTimeout的实现是通过底层数据库提供的机制，比如KILL QUERY pid.  如果此时的网络不通，出现阻塞现象，对应的kill命令也发不出去，所以timeout设置的超时没效果。

# 4.最后 #

最后还是决定配置testWhileIdle扫描，主要考虑：

1.  pool池中的链接如果未被使用，可以通过testWhileIdle进行链接检查，避免在使用时后总要失败那么一次，可以及时预防
2.  配合连接池的minEvictableIdleTimeMillis(空闲链接)，removeAbandoned(未释放的链接)，可以更好的去避免因为一些异常情况引起的问题，防范于未然。比如使用一些分布式数据库的中间件，会有空闲链接关闭的动作，动态伸缩连接池，这时候需要能及时的发现，避免请求失败。
3.  testOnBorrow个人不太建议使用，存在性能问题，试想一下连接一般会在什么情况出问题，网络或者服务端异常终端空闲链接，网络中断你testOnBorrow检查发现不对再取一个链接还是不对，针对空闲链接处理异常关闭，可以从好业务端的重试策略进行考虑，同时配置客户端的空闲链接超时时间，maxIdle,minIdle等。

\--------------------------------------------

新加的内容：

# 5.dbcp密码加密处理 #

以前使用jboss的jndi数据源的方式，是通过配置oracle-ds.xml，可以设置<security-domain>EncryptDBPassword</security-domain>，引用jboss login-config.xml配置的加密配置。

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  <application-policy name="EncryptDBPassword">  
2.          <authentication>  
3.              <login-module code="org.jboss.resource.security.SecureIdentityLoginModule" flag="required">  
4.                  <module-option name="username">$\{username\}</module-option>  
5.                  <module-option name="password">$\{password\_encrypt\}</module-option>  
6.                  <module-option name="managedConnectionFactoryName">jboss.jca:service=LocalTxCM,name=$\{jndiName\}</module-option>  
7.              </login-module>  
8.          </authentication>  
9.      </application-policy>

为了能达到同样的效果，切换为spring dbcp配置时，也有类似密码加密的功能，运行期进行密码decode,最后进行数据链接。

实现方式很简单，分析jboss的对应[SecureIdentityLoginModule][]的实现，无非就是走了Blowfish加密算法，自己拷贝实现一份。

Java代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  private static String encode(String secret) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException,  
2.                                                 InvalidKeyException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException \{  
3.          byte\[\] kbytes = "jaas is the way".getBytes();  
4.          SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(kbytes, "Blowfish");  
5.    
6.          Cipher cipher = Cipher.getInstance("Blowfish");  
7.          cipher.init(Cipher.ENCRYPT\_MODE, key);  
8.          byte\[\] encoding = cipher.doFinal(secret.getBytes());  
9.          BigInteger n = new BigInteger(encoding);  
10.         return n.toString(16);  
11.     \}  
12.   
13.     private static char\[\] decode(String secret) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException,  
14.                                                InvalidKeyException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException \{  
15.         byte\[\] kbytes = "jaas is the way".getBytes();  
16.         SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(kbytes, "Blowfish");  
17.   
18.         BigInteger n = new BigInteger(secret, 16);  
19.         byte\[\] encoding = n.toByteArray();  
20.   
21.         Cipher cipher = Cipher.getInstance("Blowfish");  
22.         cipher.init(Cipher.DECRYPT\_MODE, key);  
23.         byte\[\] decode = cipher.doFinal(encoding);  
24.         return new String(decode).toCharArray();  
25.     \}

最后的配置替换为：

Xml代码   ![收藏代码][icon_star.png]

1.  <bean id="dataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" destroy-method="close">   
2.  ......  
3.          <property name="password">  
4.              <bean class="com.xxxxx.EncryptDBPasswordFactory">  
5.                  <property name="password" value="$\{xxxx.password.encrypted\}" />  
6.              </bean>  
7.          </property>  
8.  ........  
9.  </bean>

\--------------------------------------------

新加的内容：

# 6.数据库重连机制 #

常见的问题：

1. 数据库意外重启后，原先的数据库连接池能自动废弃老的无用的链接，建立新的数据库链接

2. 网络异常中断后，原先的建立的tcp链接，应该能进行自动切换。比如网站演习中的交换机重启会导致网络瞬断

3. 分布式数据库中间件，比如amoeba会定时的将空闲链接异常关闭，客户端会出现半开的空闲链接。

大致的解决思路：

1. sql心跳检查

主动式 ,即我前面提到的sql validate相关配置

2. 请求探雷

牺牲小我，完成大我的精神。 拿链接尝试一下，发现处理失败丢弃链接，探雷的请求总会失败几个，就是前面遇到的问题一，dbcp已经支持该功能，不需要额外置。

3. 设置合理的超时时间，

解决半开链接. 一般数据库mysql,oracle都有一定的链接空闲断开的机制，而且当你使用一些分布式中间件(软件一类的)，空闲链接控制会更加严格，这时候设置合理的超时时间可以有效避免半开链接。

一般超时时间，dbcp主要是minEvictableIdleTimeMillis(空闲链接) , removeAbandonedTimeout(链接泄漏)。可以见前面的参数解释。

[icon_star.png]: /images/20220806/f7266229eb014a4db669ab9802525aac.png
[icon_biggrin.gif]: /images/20220806/c9de374dd0764eada136376e8865ea8f.png
[SecureIdentityLoginModule]: http://docs.jboss.org/jbossas/javadoc/4.0.2/org/jboss/resource/security/SecureIdentityLoginModule.java.html