如何利用C++實現(xiàn)mysql數據庫的連接池詳解

更新時間：2021年07月31日 09:11:14 作者：一只會鏟史的貓

為了提高MySQL數據庫的訪問的瓶頸,除了在服務器端增設緩存服務器緩存常用的數據之外（如redis）,還可以增加數據庫連接池,來提高MySQL Server的訪問效率,這篇文章主要給大家介紹了關于如何利用C++實現(xiàn)mysql數據庫的連接池的相關資料,需要的朋友可以參考下

為什么是mysql？

現(xiàn)在幾乎所有的后臺應用都要用到數據庫，什么關系型的、非關系型的；正當關系的，不正當關系的；主流的和非主流的，大到Oracle，小到sqlite，以及包括現(xiàn)在逐漸流行的基于物聯(lián)網的時序數據庫，比如濤思的TDengine，咱們中國人自己的開源時序數據庫，性能杠杠滴。

凡此總總，即使沒用過，也聽說過，但大部分人或企業(yè)用的最多的就是白嫖型數據庫：mysql。該數據庫的特點就是無論是個人還是企業(yè)都能玩的起。像Oracle這種名媛型數據庫基本就屬于銀行特供，銀行需要花錢買平安，心里踏實。不買對的，只選貴的，因為人家確實不差錢。

如果你的后臺應用連數據庫都不需要，那跟咸魚網站有什么區(qū)別呢？就是咸魚二手網也要用到數據庫的。如果一個IT民工一輩子沒用過數據庫就在35（~45）歲時“被退休”，那他的職業(yè)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(yè)了。

為什么要搞資源池？

目前大部分后臺程序都選擇Java開發(fā)或PHP，這兩種語言的第三方庫非常豐富，豐富到讓開發(fā)人員的只要將精力放在具體業(yè)務上即可。比如數據庫的資源池，只要選擇好適當的jar包外加配置好相應的數據庫參數，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(fā)后臺應用。這時候你就需要自己DIY一個數據庫資源池。

如果只是一個客戶端程序，基本不需要連接池，但對于后臺應用來說，高并發(fā)就意味著多線程，多線程程就意味著資源的競爭。內存訪問如此，數據庫訪問也是如此。每次數據庫的打開和關閉就是一次網絡連接和關閉的過程，頻繁的打開和關閉無疑會浪費大量的系統(tǒng)資源。這時候就需要提前建立好N個連接，并放在資源池中并提供給不同線程訪問使用。

mysql資源池實現(xiàn)的案例源碼

我一直相信好的代碼是不需要過的語言來解釋的，代碼即文檔，要啥自行車。以下案例只是一個實現(xiàn)思路，供參考。

頭文件：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(fā)庫
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;

#define DEFAULT_POOL_SIZE  20 // 缺省mysql連接池中的數量
#define DEFAULT_POOL_TIMEOUT 60 // 獲取池中mysql連接的超時

// 自定義數據庫查詢回調函數
typedef BOOL (CALLBACK *LPFN_RetrieveRecordData)(MYSQL_ROW& sqlRow, MYSQL_FIELD* pSqlFields, int iFieldCount, DWORD dwUserData);

// Mysql數據庫連接類
class CMysqlConn
{
public:
 CMysqlConn(const char* pszDBServer, UINT uDBPort, const char* pszDBName, 
    const char* pszDBUser, const char* pszDBPwd);
 virtual ~CMysqlConn();
 
public:
 // 打開/關閉一個mysql連接
 BOOL Open();
 void Close();
 
 // ping連接是否已關閉
 BOOL Ping();
 // 重置字符集
 BOOL ResetCharset();
 
 
public:
 // ================SQL語句操作(簡單實現(xiàn)幾個)================
 // 查詢
 BOOL Select(const char* pszSql, LPFN_RetrieveRecordData lpfnRetrieveRecordData, DWORD dwUserData);
 // 執(zhí)行
 BOOL Execute(const char* pszSql);
 // 插入，如果主鍵是自增整型，返回插入后的主鍵值
 __int64 Insert(const char* pszSql);
 
 
protected:
 MYSQL* m_pMysql;   // mysql數據庫操作對象

 // 以下是連接mysql需要的參數
 string m_strDBServer;  // mysql數據庫所在服務器
 UINT m_uDBPort;   // mysql數據庫連接端口
 string m_strDBName;  // 數據庫名稱
 string m_strDBUser;  // 數據庫賬戶
 string m_strDBPwd;   // 數據庫密碼
 
};

// 數據庫連接池實現(xiàn)
class CMysqlPool  
{
public:
 CMysqlPool();
 virtual ~CMysqlPool();

 // 創(chuàng)建mysql連接池
 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);   
 // 銷毀連接池
  void Destroy();
  
public:

 // 獲取一個mysql連接
  CMysqlConn* Get();

 // 釋放一個mysql連接
  void Release(CMysqlConn* pConn);
 
protected:
 HANDLE    m_hSemaphore;       // 信號量句柄
 DWORD    m_dwPoolSize;  // 連接池大小 
 DWORD    m_dwTimeOut;  // 超時，單位秒
 CRITICAL_SECTION m_csPool;   // 連接池鎖

 vector<CMysqlConn*> m_vecIdle;   // 閑隊列
 vector<CMysqlConn*> m_vecBusy;   // 忙隊列
};

實現(xiàn)文件：MysqlPool.cpp

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

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

//////////////////////////////////////////////////////////////////////
// CMysqlConn: mysql數據庫連接類
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

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();
}

// 打開一個mysql數據庫，即建立一個數據庫連接
BOOL CMysqlConn::Open()
{
 if(m_pMysql)
 {
  mysql_close(m_pMysql); // 關閉連接 
  m_pMysql = NULL;
 }
 
 m_pMysql = mysql_init(NULL);
 if(!m_pMysql)
  return FALSE;
 
 // 連接數據庫
    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;
 }
 
 // 設置重連
 char chValue = 1;
 mysql_options(m_pMysql, MYSQL_OPT_RECONNECT, &chValue); 
 mysql_query(m_pMysql,"set names 'gbk'"); 
 
 return TRUE;
}

// 關閉數據庫連接
void CMysqlConn::Close()
{
 if(m_pMysql)
  mysql_close(m_pMysql); // 斷開連接
 m_pMysql = NULL; 
}

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

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

// mysql執(zhí)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數據庫連接池類
//////////////////////////////////////////////////////////////////////

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

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

// 創(chuàng)建mysql連接池
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;
 
 // 創(chuàng)建信號量
 m_hSemaphore = ::CreateSemaphore(NULL, dwPoolSize, dwPoolSize, NULL);
 if (NULL == m_hSemaphore)
 {
  return FALSE;
 }
 
 // 創(chuàng)建數據庫連接池
 for(DWORD i = 0; i < dwPoolSize; ++i)
 {
  // 創(chuàng)建一個mysql數據庫連接
  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;
 
}

// 銷毀mysql連接池
void CMysqlPool::Destroy()
{
 ::CloseHandle(m_hSemaphore);
 m_hSemaphore = NULL;
 
 // 釋放idle隊列
 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隊列
 while(!m_vecBusy.empty())
 {
  CMysqlConn* pConn =  m_vecBusy.back();
  m_vecBusy.pop_back();
  delete pConn;
 } 
}

// 從mysql連接池獲取一個連接
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連接
 {
  printf("數據庫沒有可用連接。\r\n");
  return NULL;
 }
 
 // 從連接池中獲取一個閑置連接
 CMysqlConn* pConn = NULL;

 ::EnterCriticalSection(&m_csPool);

  if (!m_vecIdle.empty())
  {
  pConn = m_vecIdle.back();   // 移出idle隊列
   m_vecIdle.pop_back(); 
   m_vecBusy.push_back(pConn);   // 加入busy隊列
  }
 ::LeaveCriticalSection(&m_csPool);
 
 if(NULL == pConn)
  return NULL;
 
 // 如果一個連接長時間無通信，可能被防火墻關閉，此時可以通過mysql_ping函數測試一下
 // 本例中通過重新設置字符集
 // 重新設置字符集，并判斷數據庫連接是否已斷開
 if(!pConn->ResetCharset())   
 {
  if(!pConn->Open())
   return NULL;
 }
 
 printf("==》資源池：記得還我哦。\r\n");
 return pConn;
}

// 釋放一個連接到mysql連接池
void CMysqlPool::Release(CMysqlConn* pConn)
{
 if(NULL == pConn)
  return;
 
 // 釋放一個信號量
 ::ReleaseSemaphore(m_hSemaphore, 1, NULL); 

 ::EnterCriticalSection(&m_csPool);

 // 從Busy隊列中釋放該連接
 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隊列
  m_vecIdle.push_back(pConn);   // 加入idle隊列
  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");
}

測試函數

void TestMysqlPool()
{
 // 創(chuàng)建mysql連接資源池
 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接，連接池說：記得要還哦！
 CMysqlConn* pConn = mysqlPool.Get();

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

 // 將連接還給資源池并謝謝！連接池說：不客氣！
 mysqlPool.Release(pConn);

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

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