c++ 实现数据库连接池

c++ 实现数据库连接池

自己尝试用c++ 新标准实现了数据库连接池，代码简化了很多。

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思路：
将数据库的连接当作一个对象添加进list队列中，在连接池创建的时候就建立好队列，并添加自定义大小的连接对象，连接对象用智能指针来管理（现代c++中不应该出现delete语句），避免类似内存泄漏等内存问题，智能指针上用lambda表达式注册了delete删除函数来释放连接资源，及时归还，（其中用了std::move来转移list中的对象所有权到函数里的临时智能指针对象，当离开作用域时，自动释放。）

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关于数据库连接池介绍可以看下面两篇文章:

浅析数据库连接池（一）

浅析数据库连接池（二）

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代码：

mysql_connect.h

#ifndef _MYSQL_CONNECTION_
#define _MYSQL_CONNECTION_

//c++
#include <iostream>
#include <string>
#include <list>
#include <memory>
#include <functional>

//mysql driver
#include <mysql_driver.h>
#include <mysql_connection.h>

//mysql execute
#include <cppconn/driver.h>
#include <cppconn/statement.h>
#include <cppconn/prepared_statement.h>
#include <cppconn/resultset.h>
#include <exception>

//thread mutex 
#include <mutex>

using namespace sql;
using delFunc = std::function<void(Connection*)>;

class ConnectionPool
{
    public:
        //获取数据库连接池对象 static单例模式
        static ConnectionPool* getInstance();
        //得到一条连接
        auto getConnect()->std::shared_ptr<Connection>;
        //归还一条连接
        auto retConnect(std::shared_ptr<Connection> &ret)->void;
        ~ConnectionPool();


    private:
        ConnectionPool(std::string name, std::string pwd, std::string nurl, int maxSize);
        //初始化连接池
        auto initConnectPool(int initialSize)->void;
        //毁坏连接池
        auto destoryPool()->void;
        //destory one connection
        auto destoryOneConn()->void;
        //扩大数据库连接池
        auto expandPool(int size)->void;
        //缩小数据库连接池
        auto reducePool(int size)->void;
        //add conn
        auto addConn(int size)->void;
    public:
        //get size
        auto getPoolSize()->int;

    private:
        std::string username; //帐号
        std::string password; //密码
        std::string url;      //连接url
        int poolSize;       //pool size

        //存放所有连接
        std::list<std::shared_ptr<Connection>> conList;

        static ConnectionPool *pool;//连接池对象
        std::mutex lock;//锁
        Driver *driver;//mysql driver
};



#endif

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mysql_connect.cpp

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include "mysql_connect.h"

ConnectionPool*
ConnectionPool::pool = nullptr;

//private
//构造函数
ConnectionPool::ConnectionPool(std::string name, std::string pwd, std::string nurl, int maxSize):
    username(name), password(pwd), url(nurl), poolSize(maxSize)
{
    //得到mysql驱动
    driver = get_driver_instance();
    //开始初始化大小一半
    initConnectPool(poolSize/2);
}

//析构函数
ConnectionPool::~ConnectionPool()
{
    destoryPool();
}

//得到连接池大小
int
ConnectionPool::getPoolSize()
{
    return conList.size();
}

//增加连接
void
ConnectionPool::addConn(int size)
{
    for(int i = 0; i < size; ++i)
    {
        //创建连接
        Connection *conn = driver->connect(url, username, password);
        std::shared_ptr<Connection> sp(conn, 
                [](Connection *conn){
                    delete conn;
                });
        conList.push_back(std::move(sp));
    }
}

//初始化连接池
void
ConnectionPool::initConnectPool(int initialSize)
{
    //加锁，增添一个连接
    std::lock_guard<std::mutex> locker(lock);
    addConn(initialSize);
}

//销毁一个连接
void
ConnectionPool::destoryOneConn()
{
    //智能指针加std::move转移一个连接的“所有权”，当出作用域时，自动调用关闭connect
    std::shared_ptr<Connection> &&sp = std::move(conList.front());
    sp->close();
    --poolSize;
}

//销毁整个连接池
void 
ConnectionPool::destoryPool()
{
    for(auto &conn : conList)
    {
        //依次转移所有权，出作用域时，关闭连接，出作用域时智能指针自动释放
        std::shared_ptr<Connection> &&sp = std::move(conList.front());
        sp->close();
    }
}

//扩大连接池
void
ConnectionPool::expandPool(int size)
{
    std::lock_guard<std::mutex> locker(lock);
    addConn(size);
    poolSize += size;
}

//缩小连接池
void
ConnectionPool::reducePool(int size)
{
    std::lock_guard<std::mutex> locker(lock);
    //减小的大小不能超过存储的大小
    if(size > poolSize)
    {
        return;
    }
    for(int i = 0; i < size; i++)
    {
        //sp point new object, old object release
        destoryOneConn();
    }
    poolSize -= size;
}

//public
//得到连接池实例
ConnectionPool*
ConnectionPool::getInstance()
{
    if(pool == nullptr)
    {
        //3306是mysql占用的端口，其实创建40个连接
        pool = new ConnectionPool("root", "********", "tcp://127.0.0.1:3306", 40); 
    }
    return pool;
}

//得到一个连接
std::shared_ptr<Connection>
ConnectionPool::getConnect()
{
    std::lock_guard<std::mutex> locker(lock);
    std::shared_ptr<Connection> sp = conList.front();
    conList.pop_front();
    return sp;
}

//归还一个连接
void
ConnectionPool::retConnect(std::shared_ptr<Connection> &ret)
{
    std::lock_guard<std::mutex>locker(lock);
    conList.push_back(ret);
}

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try.cpp

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
#include <mysql_connect.h>
#include <unistd.h>

ConnectionPool *pool = ConnectionPool::getInstance();

int main(int argc, char *argv[])
{
    std::shared_ptr<Connection>con;
    Statement *state;
    ResultSet *result;

    //获得一个连接
    con = pool->getConnect();
    //获得一个数据库连接对象
    state = con->createStatement();
    //使用XL_db这个数据库
    state->execute("use XL_db");
    //查询语句
    result = state->executeQuery("select * from UserInfo;");
    while(result->next())
    {
        int id = result->getInt("uid");
        std::string name = result->getString("password");
        std::cout << "id:" << id << " name:" << name << std::endl; 
    }
    sleep(10);
    pool->retConnect(con);
    std::cout << pool->getPoolSize() << std::endl;
    sleep(10);

    return EXIT_SUCCESS;
}

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我自己进行了测试，创建数据库连接池，调用一个对象，然后执行数据库连接，查询出了结果，然后归还一个连接。

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创建连接池前

创建连接池后

Id 792是我调用的那个连接，然后执行查询操作，所以db显示的是连接上XL_db。

这个是自己写的一个简单的数据库连接池，可以参考下，如果要使用的话还需要自己改改。
这些××池之类，比如线程池，进程池，连接池等原理都差不多，就是先创建一批对象，然后一个队列里保存，需要的时候来取，用完归还就行，然后通过c++11新特性等我们能提升性能和安全性以及程序的简介性，比如刚才说的std::move和智能指针，lambda等。