如何用C++自己實現mysql資料庫的連線池？

為什麼是mysql？

現在幾乎所有的後臺應用都要用到資料庫，什麼關係型的、非關係型的；正當關係的，不正當關係的；主流的和非主流的， 大到Oracle，小到sqlite，以及包括現在逐漸流行的基於物聯網的時序資料庫，比如濤思的TDengine，我們們中國人自己的開源時序資料庫，效能槓槓滴。

凡此總總，即使沒用過，也聽說過，但大部分人或企業用的最多的就是白嫖型資料庫：mysql。該資料庫的特點就是無論是個人還是企業都能玩的起。像Oracle這種名媛型資料庫基本就屬於銀行特供，銀行需要花錢買平安，心裡踏實。不買對的，只選貴的，因為人家確實不差錢。

如果你的後臺應用連資料庫都不需要，那跟鹹魚網站有什麼區別呢？就是鹹魚二手網也要用到資料庫的。如果一個IT民工一輩子沒用過資料庫就在35（~45）歲時“被退休”，那他的職業生涯是遺憾的，是不完美的，是不純粹的。 好歹年輕是也要用一下非主流的Access吧，哪怕Execel也成。這種感覺就好比在大學時沒談過戀愛一樣，光忙著羨慕別人就突然畢業了。

為什麼要搞資源池？

目前大部分後臺程式都選擇Java開發或PHP，這兩種語言的第三方庫非常豐富，豐富到讓開發人員的只要將精力放在具體業務上即可。比如資料庫的資源池，只要選擇好適當的jar包外加配置好相應的資料庫引數，即可放心大膽的使用mysql。

當然，如果你命硬的話，也可以選擇用C或C++開發後臺應用。這時候你就需要自己DIY一個資料庫資源池。

如果只是一個客戶端程式，基本不需要連線池，但對於後臺應用來說，高併發就意味著多執行緒，多執行緒程就意味著資源的競爭。記憶體訪問如此，資料庫訪問也是如此。每次資料庫的開啟和關閉就是一次網路連線和關閉的過程，頻繁的開啟和關閉無疑會浪費大量的系統資源。這時候就需要提前建立好N個連線，並放在資源池中並提供給不同執行緒訪問使用。

mysql資源池實現的案例原始碼

我一直相信好的程式碼是不需要過的語言來解釋的，程式碼即文件，要啥自行車。以下案例只是一個實現思路，供參考。

標頭檔案：MysqlPool.h

#pragma warning(disable : 4786)	

#include <windows.h>
#include <winsock2.h>
#include <mysql.h>					// 確保你的機器有mysql開發庫
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;

#define DEFAULT_POOL_SIZE		20	// 預設mysql連線池中的數量
#define DEFAULT_POOL_TIMEOUT	60	// 獲取池中mysql連線的超時

// 自定義資料庫查詢回撥函式
typedef BOOL (CALLBACK *LPFN_RetrieveRecordData)(MYSQL_ROW& sqlRow, MYSQL_FIELD* pSqlFields, int iFieldCount, DWORD dwUserData);

// Mysql資料庫連線類
class CMysqlConn
{
public:
	CMysqlConn(const char* pszDBServer, UINT uDBPort, const char* pszDBName, 
				const char* pszDBUser, const char* pszDBPwd);
	virtual ~CMysqlConn();
	
public:
	// 開啟/關閉一個mysql連線
	BOOL Open();
	void Close();
	
	// ping連線是否已關閉
	BOOL Ping();
	// 重置字符集
	BOOL ResetCharset();
	
	
public:
	// ================SQL語句操作(簡單實現幾個)================
	// 查詢
	BOOL	Select(const char* pszSql, LPFN_RetrieveRecordData lpfnRetrieveRecordData, DWORD dwUserData);
	// 執行
	BOOL	Execute(const char* pszSql);
	// 插入，如果主鍵是自增整型，返回插入後的主鍵值
	__int64 Insert(const char* pszSql);
	
	
protected:
	MYSQL*	m_pMysql;			// mysql資料庫操作物件

	// 以下是連線mysql需要的引數
	string	m_strDBServer;		// mysql資料庫所在伺服器
	UINT	m_uDBPort;			// mysql資料庫連線埠
	string	m_strDBName;		// 資料庫名稱
	string	m_strDBUser;		// 資料庫賬戶
	string	m_strDBPwd;			// 資料庫密碼
	
};

// 資料庫連線池實現
class CMysqlPool  
{
public:
	CMysqlPool();
	virtual ~CMysqlPool();

	// 建立mysql連線池
	BOOL Create(const char* pszDBServer, UINT uDBPort, const char* pszDBName, 
				const char* pszDBUser, const char* pszDBPwd,
	 			DWORD dwPoolSize = DEFAULT_POOL_SIZE, 
				DWORD dwTimeOut = DEFAULT_POOL_TIMEOUT);			
	// 銷燬連線池
 	void Destroy();
 	
public:

	// 獲取一個mysql連線
 	CMysqlConn* Get();

	// 釋放一個mysql連線
 	void Release(CMysqlConn* pConn);
	
protected:
	HANDLE				m_hSemaphore;       // 訊號量控制程式碼
	DWORD				m_dwPoolSize;		// 連線池大小 
	DWORD				m_dwTimeOut;		// 超時，單位秒
	CRITICAL_SECTION	m_csPool;			// 連線池鎖

	vector<CMysqlConn*>	m_vecIdle;			// 閒佇列
	vector<CMysqlConn*>	m_vecBusy;			// 忙佇列
};

實現檔案：MysqlPool.cpp

#include "stdafx.h"
#include "MysqlPool.h"
#include <assert.h>
#include <algorithm>

#pragma comment(lib, "libmysql.lib")	//連線MysQL需要的庫

//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CMysqlConn: mysql資料庫連線類
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

CMysqlConn::CMysqlConn(const char* pszDBServer, UINT uDBPort, const char* pszDBName, 
						const char* pszDBUser, const char* pszDBPwd)
{
	assert(pszDBServer);
	assert(pszDBName);
	assert(pszDBUser);
	assert(pszDBPwd);

	m_pMysql = NULL;
	m_strDBServer = pszDBServer;
	m_uDBPort = uDBPort;
	m_strDBName = pszDBName;
	m_strDBUser = pszDBUser;
	m_strDBPwd = pszDBPwd;
}

CMysqlConn::~CMysqlConn()
{
	Close();
}

// 開啟一個mysql資料庫，即建立一個資料庫連線
BOOL CMysqlConn::Open()
{
	if(m_pMysql)
	{
		mysql_close(m_pMysql);	// 關閉連線	
		m_pMysql = NULL;
	}
	
	m_pMysql = mysql_init(NULL);
	if(!m_pMysql)
		return FALSE;
	
	// 連線資料庫
    if(!mysql_real_connect(m_pMysql, m_strDBServer.c_str(), m_strDBUser.c_str(),
							m_strDBPwd.c_str(), m_strDBName.c_str(), m_uDBPort, NULL, 0))
    {
		int i = mysql_errno(m_pMysql);
		const char * pszErr = mysql_error(m_pMysql);

		return FALSE;
	}
	
	// 設定重連
	char chValue = 1;
	mysql_options(m_pMysql, MYSQL_OPT_RECONNECT, &chValue);	
	mysql_query(m_pMysql,"set names 'gbk'"); 
	
	return TRUE;
}

// 關閉資料庫連線
void CMysqlConn::Close()
{
	if(m_pMysql)
		mysql_close(m_pMysql);	// 斷開連線
	m_pMysql = NULL;	
}

// ping一下mysql，看看連線還活著
BOOL CMysqlConn::Ping()
{
	if(m_pMysql)
		return (0 == mysql_ping(m_pMysql));
	return FALSE;
}

// 設定字符集為GBK
BOOL CMysqlConn::ResetCharset()
{
	if(m_pMysql)
		return (0 == mysql_query(m_pMysql, "set names 'gbk'")); 
	return FALSE;
}

// mysql執行：delete 或 update
BOOL CMysqlConn::Execute(const char* pszSql)
{
	assert(pszSql);

	if(!m_pMysql)
		return FALSE;
	
	MYSQL_STMT *myStmt = mysql_stmt_init(m_pMysql);
	if(!myStmt)
	{
		return FALSE;
	}
	
	if(0 != mysql_stmt_prepare(myStmt, pszSql, strlen(pszSql)))
	{
		mysql_stmt_close(myStmt);
		return FALSE;
	}
	if(0 != mysql_stmt_execute(myStmt))
	{
		mysql_stmt_close(myStmt);
		return FALSE;
	}
	mysql_stmt_close(myStmt);
	
	return TRUE;		
}

// mysql插入
__int64 CMysqlConn::Insert(const char* pszSql)
{	
	assert(pszSql);

	MYSQL_STMT *myStmt = mysql_stmt_init(m_pMysql);
	if(!myStmt)
		return 0;
	
	if(0 != mysql_stmt_prepare(myStmt, pszSql, strlen(pszSql)))
	{
		int i = mysql_errno(m_pMysql);
		const char * s = mysql_error(m_pMysql);
		mysql_stmt_close(myStmt);
		return 0;
	}
	if(0 != mysql_stmt_execute(myStmt))
	{
		mysql_stmt_close(myStmt);
		return 0;
	}
	mysql_stmt_close(myStmt);
	
	__int64 i64ID = mysql_insert_id(m_pMysql);	
	return i64ID;
}

// mysql查詢
BOOL CMysqlConn::Select(const char* pszSql, LPFN_RetrieveRecordData lpfnRetrieveRecordData, DWORD dwUserData)
{
	if(!m_pMysql)
		return FALSE;
	
	if(NULL == lpfnRetrieveRecordData)
		return FALSE;
	
	if(0 != mysql_real_query(m_pMysql, pszSql, strlen(pszSql)))
	{
		return FALSE;	
	}
	
	MYSQL_RES *resRecord = mysql_store_result(m_pMysql);
	int iFieldCount = resRecord->field_count;
	
	MYSQL_ROW sqlRow;
	while (sqlRow = mysql_fetch_row(resRecord))
    {
		if(!lpfnRetrieveRecordData(sqlRow, resRecord->fields, iFieldCount, dwUserData))
			break;
	}
	mysql_free_result(resRecord);
	return TRUE;
}

//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CMysqlPool: mysql資料庫連線池類
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

CMysqlPool::CMysqlPool()
{
	::InitializeCriticalSection(&m_csPool);
}

CMysqlPool::~CMysqlPool()
{
	Destroy();
	::DeleteCriticalSection(&m_csPool);
}

// 建立mysql連線池
BOOL CMysqlPool::Create(const char* pszDBServer, UINT uDBPort, const char* pszDBName, 
						const char* pszDBUser, const char* pszDBPwd,
						DWORD dwPoolSize, DWORD dwTimeOut)
{
	m_dwTimeOut = dwTimeOut;
	m_dwPoolSize = dwPoolSize;
	
	// 建立訊號量
	m_hSemaphore = ::CreateSemaphore(NULL, dwPoolSize, dwPoolSize, NULL);
	if (NULL == m_hSemaphore)
	{
		return FALSE;
	}
	
	// 建立資料庫連線池
	for(DWORD i = 0; i < dwPoolSize; ++i)
	{
		// 建立一個mysql資料庫連線
		CMysqlConn *pConn = new CMysqlConn(pszDBServer, uDBPort, pszDBName, pszDBUser, pszDBPwd);
		if(!pConn->Open())	
		{
			delete pConn;
			continue;
		}
		m_vecIdle.push_back(pConn);
	}

	return m_vecIdle.size() > 0;
	
}

// 銷燬mysql連線池
void CMysqlPool::Destroy()
{
	::CloseHandle(m_hSemaphore);
	m_hSemaphore = NULL;
	
	// 釋放idle佇列
	vector<CMysqlConn*>::iterator it;
    for(it = m_vecIdle.begin(); it != m_vecIdle.end(); ++it)
	{
		CMysqlConn* pConn =  *it;
		delete pConn;
	}
	m_vecIdle.clear();
	
	// 釋放busy佇列
	while(!m_vecBusy.empty())
	{
		CMysqlConn* pConn =  m_vecBusy.back();
		m_vecBusy.pop_back();
		delete pConn;
	}	
}

// 從mysql連線池獲取一個連線
CMysqlConn* CMysqlPool::Get()
{
	DWORD dwRet = ::WaitForSingleObject(m_hSemaphore, m_dwTimeOut*1000);
	
	if (WAIT_OBJECT_0 != dwRet)				// 超時，說明資源池沒有可用mysql連線
	{
		printf("資料庫沒有可用連線。\r\n");
		return NULL;
	}
	
	// 從連線池中獲取一個閒置連線
	CMysqlConn* pConn = NULL;

	::EnterCriticalSection(&m_csPool);

 	if (!m_vecIdle.empty())
 	{
		pConn = m_vecIdle.back();			// 移出idle佇列
 		m_vecIdle.pop_back();	
 		m_vecBusy.push_back(pConn);			// 加入busy佇列
 	}
	::LeaveCriticalSection(&m_csPool);
	
	if(NULL == pConn)
		return NULL;
	
	// 如果一個連線長時間無通訊，可能被防火牆關閉，此時可以通過mysql_ping函式測試一下
	// 本例中通過重新設定字符集
	// 重新設定字符集，並判斷資料庫連線是否已斷開
	if(!pConn->ResetCharset())			
	{
		if(!pConn->Open())
			return NULL;
	}
	
	printf("==》資源池：記得還我哦。\r\n");
	return pConn;
}

// 釋放一個連線到mysql連線池
void CMysqlPool::Release(CMysqlConn* pConn)
{
	if(NULL == pConn)
		return;
	
	// 釋放一個訊號量
	::ReleaseSemaphore(m_hSemaphore, 1, NULL); 

	::EnterCriticalSection(&m_csPool);

	// 從Busy佇列中釋放該連線
	vector<CMysqlConn*>::iterator it = find(m_vecBusy.begin(), m_vecBusy.end(), pConn);
	if(it != m_vecBusy.end())
	{
		printf("POOL SIZE : %d, %d\r\n", m_vecIdle.size(), m_vecBusy.size());
		m_vecBusy.erase(it);				// 移出busy佇列
		m_vecIdle.push_back(pConn);			// 加入idle佇列
		printf("POOL SIZE : %d, %d\r\n", m_vecIdle.size(), m_vecBusy.size());
	}
	::LeaveCriticalSection(&m_csPool);
	
	printf("《==資源池說：有借有還再借不難，常來玩啊。\r\n");
}

測試函式

void TestMysqlPool()
{
	// 建立mysql連線資源池
	CMysqlPool mysqlPool;
	if(!mysqlPool.Create("127.0.0.1", 3306, "information_schema", "root", "123456"))
	{
		printf("Create mysql conneticon pool failed.\r\n");
		return;
	}

	// 從資源池中獲取一個連線，連線池說：記得要還哦！
	CMysqlConn* pConn = mysqlPool.Get();

	// 假裝做一次資料庫操作
	char* pszSQL =  "SELECT * FROM CHARACTER_SETS";
	pConn->Select(pszSQL, RetrieveRecordData, 0);

	// 將連線還給資源池並謝謝！連線池說：不客氣！
	mysqlPool.Release(pConn);

	printf("Test over.\r\n");
}

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