数据库连接配置策略和实践
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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。
<beanid="cartDataSource"class="com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource"
init-method="init"destroy-method="close">
<propertyname="url"value="${cluster.jdbc.url}"/>
<propertyname="username"value="${cluster.jdbc.username}"/>
<propertyname="password"value="${cluster.jdbc.password}"/>
<propertyname="connectionInitSqls"value="set names utf8mb4"/>
<!-- 连接池初始连接数 -->
<propertyname="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 -->
<propertyname="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 -->
<propertyname="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-->
<propertyname="maxWait"value="800"/>
<!-- 一条物理连接的最大存活时间 120分钟-->
<propertyname="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）-->
<propertyname="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 -->
<propertyname="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 -->
<propertyname="testWhileIdle"value="true"/>
<!-- 从连接池获取连接后，是否马上执行一次检查 -->
<propertyname="testOnBorrow"value="false"/>
<!-- 归还连接到连接池时是否马上做一次检查 -->
<propertyname="testOnReturn"value="false"/>
<!-- 连接有效性检查的SQL -->
<propertyname="validationQuery"value="SELECT 1"/>
<!-- 连接有效性检查的超时时间 1 秒 -->
<propertyname="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-->
<propertyname="timeBetweenEvictionRunsMillis"value="10000"/>
<!-- 空闲多久可以认为是空闲太长而需要剔除 44 秒-->
<propertyname="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 -->
<propertyname="maxEvictableIdleTimeMillis"value="55000"/>
<!-- 是否设置自动提交，相当于每个语句一个事务 -->
<propertyname="defaultAutoCommit"value="true"/>
<!-- 记录被判定为异常的连接 -->
<propertyname="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
-->
<propertyname="connectionProperties"value="socketTimeout=3000;connectTimeout=1200"/>
<propertyname="proxyFilters">
<list>
<refbean="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，欢迎交流。
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