2020-04-07

HikariCP为啥这么快

数据库连接池原理

在系统初始化的时候，在内存中开辟一片空间，将一定数量的数据库连接作为对象存储在对象池里，并对外提供数据库连接的获取和归还方法。用户访问数据库，并不是建立一个新的连接，而是从数据库连接池中取出一个已有的空闲连接对象；使用完毕归还后的连接也不会马上关闭，而是由数据库连接池统一管理回收，为下一次借用做好准备。如果由于高并发请求导致数据库连接池的连接被借用完毕，其它线程就会等待，直到有连接被归还。整个过程中，连接并不会关闭，而是源源不断地循环使用，有借有还。

常见数据库连接池

C3P0：实现jdbc3和jdbc2扩展规范说明的Connection 和Statement 池的DataSources 对象
DBCP: Apache下独立的数据库连接池组件，由于Apache的缘故，它可能是使用最多的开源数据库连接池
BoneCP: 在c3p0和DBCP存在的时代，BoneCP的出现就是为了追求极致，并且提供了完善的基准测试
Druid: 阿里出品，是阿里巴巴唯一使用的数据库连接池，阿里云DRDS和阿里TDDL都采用了Druid，可支持”双十一”等最严苛的使用场景，并且提供了强大的监控功能，在国内有不少用户。
HikariCP: HiKariCP是数据库连接池的一个后起之秀，号称性能最好，可以完美地PK掉其他连接池，Springboot 2.0选择HikariCP作为默认数据库连接池

有一个争论是HikariCP与Druid相比哪个更好，对此Druid作者温少是直接上场对过线的，感兴趣的可以参考:

https://github.com/brettwooldridge/HikariCP/issues/232

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HikariCP为什么这么快

在HikariCP官网(https://github.com/brettwooldridge/HikariCP/wiki/Down-the-Rabbit-Hole)详细介绍了HikariCP所做的优化:

优化并精简字节码、优化代码和拦截器
使用FastList替代ArrayList
有更好的并发集合类实现ConcurrentBag
其它针对BoneCP缺陷的优化，比如对耗时超过一个CPU时间片的方法调用的研究

接下来将探究FastList和ConcurrentBag的实现

FastList

HikariCP重现设计了一个List接口实现类，用以替换ArrayList。FastList是List接口的精简实现，只实现了接口中必要的几个方法。

jdk中的ArrayList:

1 2	public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

HikariCP中的FastList:

1	public final class FastList<T> implements List<T>, RandomAccess, Serializable

可以看到FastList并没有继承AbstractList

ArrayList的get方法:

public E get(int index) {
    rangeCheck(index);

    return elementData(index);
}

private void rangeCheck(int index) {
    if (index >= size)
            throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}

FastList的get方法：

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public T get(int index)  {
     return elementData[index];
}

可以看出FastList的get方法取消了rangeCheck,在一定程度上追求了极致。

ArrayList的remove(Object)方法:

public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
            for (int index = 0; index < size; index++)//从头到尾遍历
                if (elementData[index] == null) {
                    fastRemove(index);//从头到尾移除
                    return true;
                }
        } else {
            for (int index = 0; index < size; index++)
                if (o.equals(elementData[index])) {
                    fastRemove(index);
                    return true;
                }
        }
        return false;
}

与ArrayList相反，FastList选择从数组的尾部开始遍历(JDBC编程中的常见模式是在使用后立即关闭Statement，或者以打开的相反顺序关闭Statement，可以理解为同一个Connection创建了多个Statement时，后打开的Statement会先关闭)，因而更加高效。

public boolean remove(Object element) {
      for (int index = size - 1; index >= 0; index--) {//从尾部遍历
         if (element == elementData[index]) {
            final int numMoved = size - index - 1;
            if (numMoved > 0) {
               System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, numMoved);
            }
            elementData[--size] = null;
            return true;
         }
      }

      return false;
   }

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数据库连接池原理

常见数据库连接池

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FastList

ConcurrentBag

参考资料