PHP資料庫長連線mysql_pconnect的細節

boxti發表於2017-07-04
PHP資料庫MySql
PHP的MySQL持久化連線，美好的目標，卻擁有糟糕的口碑，往往令人敬而遠之。這到底是為啥麼。近距離觀察後發現，這傢伙也不容易啊，要看Apache的臉色，還得聽MySQL指揮。
　　對於作為Apache模組執行的PHP來說，要實現MySQL持久化連線，首先得取決於Apache這個web伺服器是否支援Keep-Alive。
　　Keep-Alive
　　Keep-Alive是什麼東西？它是http協議的一部分，讓我們複習一下沒有Keep-Alive的http請求，從客戶在瀏覽器輸入一個有效url地址開始，瀏覽器就會利用socket向url對應的web伺服器傳送一條TCP請求，這個請求成功一次就得需要來回握三次手才能確定，成功以後，瀏覽器利用socket TCP連線資源向web伺服器請求http協議，傳送以後就等著web伺服器把http返回頭和body傳送回來，發回來後瀏覽器關閉socket連線，然後做http返回頭和body的解析工作，最後呈現在瀏覽器上的就是漂亮的頁面了。這裡面有什麼問題呢？TCP連線需要三次握手，也就是來回請求三次方能確定一個TCP請求是否成功，然後TCP關閉呢？來回需要4次請求才能完成！每次http請求就3次握手，4次拜拜，這來來回回的不嫌累啊，多少時間和資源都被浪費在socket連線關閉上了，能不能一次socket TCP連線傳送多次http請求呢？於是Keep-Alive就應運而生，http/1.0裡需要客戶端自己在請求頭加入Connection:Keep-alive方能實現，在這裡我們只考慮http1.1了，只需要設定一下Apache，讓它預設就是Keep-Alive持久連線模式(Apache必須1.2+才能支援Keep-Alive)。在httpd.conf裡找到KeepAive配置項，果斷設定為On，MaxKeepAliveRequests果斷為0(一個持久TCP最多允許的請求數，如果過小，很容易在TCP未過期的情況下，達到最大連線，那下次連線就又是新的TCP連線了，這裡設定0表示不限制)，然後對於mysql_pconnect最重要的選項KeepAliveTimeout設定為15(表示15秒)。
　　好了，重啟Apache，測試一下，趕緊寫行東西：
　　1<?php
　　2   echo “Apache程式號:”. getmypid();
　　3?>
　　很簡單，獲取當前PHP執行者(Apache)的程式號，用瀏覽器瀏覽這個頁面，看到什麼？對，有看到一串程式號數字，15秒內，連續重新整理頁面，看看程式號有無變化？木有吧？現在把手拿開，交叉在胸前，度好時間，1秒，2秒，3，…15，16。好，過了15秒了，再去重新整理頁面，程式號有沒有變化？變了！又是一個新的Apache程式了，為什麼15秒後就變成新的程式了？記得我們在Apache裡設定的KeepAliveTimeout嗎？它的值就是15秒。現在我們應該大致清楚了，在web伺服器預設開啟KeepAlive的情況下，客戶端第一次http成功請求後，Apache不會立刻斷開socket，而是一直監聽來自這一客戶端的請求，監聽多久？根據KeepAliveTimeout選項配置的時間決定，一旦超過這一時間，Apache就會斷開socket了，那麼下次同一客戶端再次請求，Apache就會新開一個程式來相應。所以我們之前15內不停的重新整理頁面，看到的程式號都是一致的，表明是瀏覽器請求給了同一個Apache程式。
　　瀏覽器是怎麼知道不需要重新進行TCP連線就可以直接傳送http請求呢？因為http返回頭裡就會帶上Connection:keep-alive，Keep-alive:15兩行，意思就是讓客戶端瀏覽器明白，這次socket連線我這邊還沒關閉呢，你可以在15內繼續使用這個連線，併傳送http請求，於是乎瀏覽器就知道應該怎麼做了。
　　PHP怎麼做
　　那麼，PHP的MySQL連線資源是怎麼被hold住的呢，這需要檢視PHP的mysql_pconnect的函式程式碼，我看了下，大概的做法就是mysql_pconnect根據當前Apache程式號，生成hash key，找hash表內有無對應的連線資源，沒有則推入hash表，有則直接使用。有些程式碼片段可以說明(具體可檢視PHP5.3.8原始碼ext/mysql/PHP_mysql.c檔案690行PHP_mysql_do_connect函式)
#1.生成hash key
user=php_get_current_user();//獲取當前PHP執行者(Apache)的程式唯一標識號
//hashed_details就是hash key
hashed_details_length = spprintf(&hashed_details, 0, “MySQL__%s_”, user);
#2.如果未找到已有資源，就推入hash表，名字叫persistent_list，如果找到就直接使用
/* try to find if we already have this link in our persistent list */
if (zend_hash_find(&EG(persistent_list), hashed_details, hashed_details_length+1, (void **) &le)==FAILURE) {
/* we don`t */
…
…
/* hash it up(推入hash表) */
Z_TYPE(new_le) = le_plink;
new_le.ptr = mysql;
if (zend_hash_update(&EG(persistent_list), hashed_details, hashed_details_length+1, (void *) &new_le, sizeof(zend_rsrc_list_entry), NULL)==FAILURE) {
…
…
}
}
else
{/* The link is in our list of persistent connections(連線已在hash表裡)*/
…
…
mysql = (PHP_mysql_conn *) le->ptr;//直接使用對應的sql連線資源
…
…
}

zend_hash_find比較容易看明白，原型是zend_hash_find(hash表,key名,key長,value);如果找到，value就有值了。
　　MySQL的wait_timeout和interactive_timeout
　　說完Keep-Alive，該到MySQL家串串門了，說的是mysql_pconnect，怎麼能繞開MySQL的設定。影響mysql_pconnect最重要的兩個引數就是wait_timeout和interactive_timeout，它們是什麼東西？先撇一邊，首先讓我們把上面的程式碼改動一下PHP程式碼
<?php
$conn = mysql_pconnect(“localhost”,”root”,”123456″) or die(“Can not connect to MySQL”);
echo “MySQL執行緒號:”. MySQL_thread_id($conn). “<br />”;
echo “Apache程式號”. getmypid();
?>
　　以上的程式碼沒啥好解釋的，讓我們用瀏覽器瀏覽這個頁面，看到什麼？看到兩個顯眼的數字。一個是MySQL執行緒號，一個是Apache程式號，好了，15秒後再重新整理這個頁面，發現這兩個id都變了，因為已經是新的Apache程式了，程式id是新的，hash key就變了，PHP只好重新連線MySQL，連線資源推入persistent list。如果15內重新整理呢？Apache程式肯定不變，MySQL執行緒號會變嗎？答案得問MySQL了。首先這個MySQL_thread_id是什麼東西？shell方式登入MySQL後執行命令`show processlist;`，看到了什麼？
　　[sql] view plaincopy
　　mysql> show processlist;
　　+—–+——+———–+——+——–+—–+——+—————–+
　　| Id  | User | Host      | db   | Command| Time| State| Info            |
　　+—–+——+———–+——+——–+—–+——+—————–+
　　| 348 | root | localhost | NULL | Query  |    0| NULL | show processlist|
　　| 349 | root | localhost | NULL | Sleep  |    2|      | NULL            |
　　+—–+——+———–+——+——–+—–+——+—————–+
　　發現了很重要的資訊，這個processlist列表就是記錄了正在跑的執行緒，忽略Info列為show processlist那行，那行是你當前shell登入MySQL的執行緒。PHP連線MySQL的執行緒就是Id為349那行，如果讀者自己做測試，應該知道這個Id=349在你的測試環境裡是另外一個值，我們把這個值和網頁裡輸出的MySQL_thread_id($conn)做做比較，對！他們是一樣的。接下來最重要的是觀察Command列和Time列，Command = Sleep，表明什麼？表明我們mysql_pconnect連線後就一直在sleep，Time欄位就告訴我們，這個執行緒Sleep了多久，那麼Sleep了多久這個執行緒才能作廢呢？那就是wait_timeout或者interactive_timeout要做的工作了，他們預設的值都是8小時，天啊，太久了，所以如果說web伺服器關掉KeepAlive支援，那個這個processlist很容易就被撐爆，就爆出那個Too many connections的錯誤了，max_connectiosns配置得再多也沒用。為了觀察這兩個引數，我們可以在MySQL配置檔案my.cnf裡設定這兩個值，找到[MySQLd]節點，在裡面設定多兩行
　　1 interactive_timeout = 60
　　2 wait_timeout        = 30
　　配置完後，重啟MySQL，shell登入MySQL，這時候show processlist可以發現只有當前執行緒。然後執行那個帶有mysql_pconnect的PHP頁面，再回來MySQL端show processlist可發現，多了一個Commond為Sleep的執行緒，不停的show processlist(方向鍵上+enter鍵)觀察Time列的變化2，5，10…14!，突然那個Sleep執行緒程被kill掉了，咋回事，還沒到30秒呢，噢!忘了修改一下Apache keepalive的引數了，把KeepAliveTimeOut從15改成120(只為觀察，才這麼改)，重啟Apache。重新整理那個頁面，好，開始不停的show processlist，2..5..10..14，15，..20…26….28，29!執行緒被kill，這次是因為wait_timeout起了作用，瀏覽器那邊停了30秒，30內如果瀏覽器重新整理，那這個Time又會從0開始計時。這種連線不屬於interactive connection(MySQL shell登入那種連線就屬於interactive connection)，所以採用了wait_timeout的值。如果mysql_pconnect的第4個引數改改呢
<?php
$conn = mysql_pconnect(`localhost`,`root`,`123456`,MySQL_CLIENT_INTERACTIVE);
echo “MySQL執行緒號:”.MySQL_thread_id($conn).”<br />”;
echo “Apache程式號:”.getmypid();
?>
　　重新整理下頁面，MySQL那邊開始刷show processlist，這回Time > 30也不會被kill，>60才被kill了，說明設定了MySQL_CLIENT_INTERACTIVE，就會被MySQL視為interactive connection，那麼這次PHP的MySQL連線在120秒內未重新整理的情況下，何時作廢將取決於MySQL的interactive_timeout的配置值。
　　總結
　　PHP的mysql_pconnect要達到功效，首先必須保證Apache是支援keep alive的，其次KeepAliveTimeOut應該設定多久呢，要根據自身站點的訪問情況做調整，時間太短，keep alive沒啥意義，時間太長，就很可能為一個閒客戶端連線犧牲很多伺服器資源，畢竟hold住socket監聽程式是要消耗cpu記憶體的。最後Apache的KeepAliveTimeOut配置得和MySQL的time out配置要有個平衡點，聯絡以上的觀察，假設mysql_pconnect未帶上第4個引數，如果Apache的KeepAliveTimeOut設定的秒數比wait_timeout小，那真正對mysql_pconnect起作用的是Apache而不是MySQL的配置。這時如果MySQL的wait_timeout偏大，併發量大的情況下，很可能就一堆廢棄的connection了，MySQL這邊如果不及時回收，那就很可能Too many connections了。可是如果KeepAliveTimeOut太大呢，又回到之前的問題，所以貌似Apache。KeepAliveTimeOu不要太大，但比MySQL。wait_timeout 稍大，或者相等是比較好的方案，這樣可以保證keep alive過期後，廢棄的MySQL連線可以及時被回收。   


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