【C++教程】开发数据库连接池,优化数据访问性能!

文摘   2025-01-04 10:06   中国香港  

数据库连接池是个好东西啊!它能让咱们的程序和数据库之间的交互变得又快又稳定。今天咱就来聊聊怎么用C++搭建一个简单但实用的数据库连接池,让你的应用程序在处理数据时如虎添翼。


1

连接池是啥玩意儿?


想象一下,你开了个小卖部。每次有客人来买东西,你都得跑到仓库去拿货,多累啊!要是能提前把常用的商品摆在柜台上,客人来了直接就能买,那该多省事儿。 数据库连接池 就是这个道理,它提前建立好一堆数据库连接,需要时直接拿来用,用完再放回去,省去了反复建立和关闭连接的麻烦。


2

连接池的核心组件


咱们的连接池主要由这几部分组成:


  1. 连接对象
     :就是具体的数据库连接。
  2. 连接池
     :管理所有连接的大管家。
  3. 连接包装器
     :给连接穿上“马甲”,方便管理。

来,瞅瞅咱们的连接对象长啥样:


class DatabaseConnection {

public:

DatabaseConnection() {

// 假装在这连接数据库

std::cout << “数据库连接建立啦!” << std::endl;

}

~DatabaseConnection() {

// 假装在这断开连接

std::cout << “数据库连接断开啦!” << std::endl;

}

void query(const std::string& sql) {

// 假装在这执行查询

std::cout << “执行SQL: ” << sql << std::endl;

}

};

瞧,这就是个简单的数据库连接类。真实情况下,你可能需要用到像MySQL Connector/C++这样的库。


3

连接包装器:给连接穿上“马甲”


连接包装器就像给连接穿了件衣服,方便咱们管理:


class ConnectionWrapper {

private:

std::shared_ptr<DatabaseConnection> conn;

ConnectionPool* pool;

bool inUse;

public:

ConnectionWrapper(std::shared_ptr<DatabaseConnection> c, ConnectionPool* p)

: conn(c), pool(p), inUse(false) {}

std::shared_ptr<DatabaseConnection> getConnection() {

inUse = true;

return conn;

}

void releaseConnection() {

inUse = false;

pool->returnConnection(this);

}

bool isInUse() const { return inUse; }

};

这个包装器帮咱们记录连接是否正在使用,用完后还能自动归还给连接池。


温馨提示:用 智能指针 (比如std::shared_ptr)来管理连接对象,可以避免内存泄漏的烦恼。


4

连接池:连接的大管家


好啦,现在到了重头戏——连接池类:


class ConnectionPool {

private:

std::vector<std::unique_ptr<ConnectionWrapper>> connections;

std::mutex mtx;

size_t poolSize;

public:

ConnectionPool(size_t size) : poolSize(size) {

for (size_t i = 0; i < poolSize; ++i) {

auto conn = std::make_shared<DatabaseConnection>();

connections.push_back(std::make_unique<ConnectionWrapper>(conn, this));

}

}

std::shared_ptr<DatabaseConnection> getConnection() {

std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);

for (auto& wrapper : connections) {

if (!wrapper->isInUse()) {

return wrapper->getConnection();

}

}

// 没有可用连接,等待或者创建新连接

std::cout << “哎呀,连接池满了!” << std::endl;

return nullptr;

}

void returnConnection(ConnectionWrapper* wrapper) {

std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx);

wrapper->releaseConnection();

}

};

这个连接池类管理着一堆连接,需要时分配出去,用完后收回来。注意看,咱用了 互斥锁 (std::mutex)来保证线程安全,避免多个线程同时抢连接闹出笑话。


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实战:连接池in action


来看看怎么用咱们的连接池:


int main() {

ConnectionPool pool(5);  // 创建一个有5个连接的池子

// 模拟多个线程使用连接池

auto worker = [&pool](int id) {

auto conn = pool.getConnection();

if (conn) {

conn->query(“SELECT * FROM users WHERE id = ” + std::to_string(id));

// 假装干了点活儿

std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));

} else {

std::cout << “线程 ” << id << “ 没抢到连接,好伤心!” << std::endl;

}

};

std::vector<std::thread> threads;

for (int i = 0; i < 10; ++i) {

threads.emplace_back(worker, i);

}

for (auto& t : threads) {

t.join();

}

return 0;

}

瞧瞧,咱们创建了10个线程,但连接池只有5个连接。有些线程可能会抢不到连接,这就是现实世界的缩影啊!


温馨提示:实际开发中,你可能需要实现等待机制或动态调整连接池大小,以应对高并发情况。


用了连接池,你的程序访问数据库的速度就像坐上了火箭!不用每次都重新连接,省时省力。而且还能控制并发连接数,让数据库服务器不至于被压垮。


不过话说回来,啥事都有利有弊。连接池虽好,但也增加了代码的复杂度。而且如果池子太小,可能会造成资源等待;太大又可能浪费资源。所以啊,得根据实际情况来调整。


开发中遇到问题别灰心,多练多想,代码功夫自然日益精进。数据库连接池就介绍到这,你学会了吗?



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