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HiKariCP源码分析

天明
2023-10-25 / 0 评论 / 0 点赞 / 22 阅读 / 4505 字 / 正在检测是否收录...

数据操作


//数据库连接池配置
HikariConfig config = new HikariConfig();
config.setMinimumIdle(1);
config.setMaximumPoolSize(2);
config.setConnectionTestQuery("SELECT 1");
config.setDataSourceClassName("org.h2.jdbcx.JdbcDataSource");
config.addDataSourceProperty("url", "jdbc:h2:mem:test");
// 创建数据源
DataSource ds = new HikariDataSource(config);
Connection conn = null;
Statement stmt = null;
ResultSet rs = null;
try {
  // 获取数据库连接
  conn = ds.getConnection();
  // 创建Statement 
  stmt = conn.createStatement();
  // 执行SQL
  rs = stmt.executeQuery("select * from abc");
  // 获取结果
  while (rs.next()) {
    int id = rs.getInt(1);
    ......
  }
} catch(Exception e) {
   e.printStackTrace();
} finally {
  //关闭ResultSet
  close(rs);
  //关闭Statement 
  close(stmt);
  //关闭Connection
  close(conn);
}
//关闭资源
void close(AutoCloseable rs) {
  if (rs != null) {
    try {
      rs.close();
    } catch (SQLException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

FastList - 逆序删除

将 remove(Object element) 方法的查找顺序变成了逆序查找。是 get(int index) 方法没有对 index 参数进行越界检查

ConcurrentBag - 通过 ThreadLocal 做一次预分配,避免直接竞争共享资源

ConcurrentBag 中最关键的属性有 4 个,分别是:用于存储所有的数据库连接的共享队列 sharedList、线程本地存储 threadList、等待数据库连接的线程数 waiters 以及分配数据库连接的工具 handoffQueue。其中,handoffQueue 用的是 Java SDK 提供的 SynchronousQueue,SynchronousQueue 主要用于线程之间传递数据。


//用于存储所有的数据库连接
CopyOnWriteArrayList<T> sharedList;
//线程本地存储中的数据库连接
ThreadLocal<List<Object>> threadList;
//等待数据库连接的线程数
AtomicInteger waiters;
//分配数据库连接的工具
SynchronousQueue<T> handoffQueue;

当线程池创建了一个数据库连接时,通过调用 ConcurrentBag 的 add() 方法加入到 ConcurrentBag 中,下面是 add() 方法的具体实现,逻辑很简单,就是将这个连接加入到共享队列 sharedList 中,如果此时有线程在等待数据库连接,那么就通过 handoffQueue 将这个连接分配给等待的线程。


//将空闲连接添加到队列
void add(final T bagEntry){
  //加入共享队列
  sharedList.add(bagEntry);
  //如果有等待连接的线程,
  //则通过handoffQueue直接分配给等待的线程
  while (waiters.get() > 0 
    && bagEntry.getState() == STATE_NOT_IN_USE 
    && !handoffQueue.offer(bagEntry)) {
      yield();
  }
}

通过 ConcurrentBag 提供的 borrow() 方法,可以获取一个空闲的数据库连接,borrow() 的主要逻辑是:

  1. 首先查看线程本地存储是否有空闲连接,如果有,则返回一个空闲的连接;
  2. 如果线程本地存储中无空闲连接,则从共享队列中获取。
  3. 如果共享队列中也没有空闲的连接,则请求线程需要等待。

需要注意的是,线程本地存储中的连接是可以被其他线程窃取的,所以需要用 CAS 方法防止重复分配。在共享队列中获取空闲连接,也采用了 CAS 方法防止重复分配。


T borrow(long timeout, final TimeUnit timeUnit){
  // 先查看线程本地存储是否有空闲连接
  final List<Object> list = threadList.get();
  for (int i = list.size() - 1; i >= 0; i--) {
    final Object entry = list.remove(i);
    final T bagEntry = weakThreadLocals 
      ? ((WeakReference<T>) entry).get() 
      : (T) entry;
    //线程本地存储中的连接也可以被窃取,
    //所以需要用CAS方法防止重复分配
    if (bagEntry != null 
      && bagEntry.compareAndSet(STATE_NOT_IN_USE, STATE_IN_USE)) {
      return bagEntry;
    }
  }

  // 线程本地存储中无空闲连接,则从共享队列中获取
  final int waiting = waiters.incrementAndGet();
  try {
    for (T bagEntry : sharedList) {
      //如果共享队列中有空闲连接,则返回
      if (bagEntry.compareAndSet(STATE_NOT_IN_USE, STATE_IN_USE)) {
        return bagEntry;
      }
    }
    //共享队列中没有连接,则需要等待
    timeout = timeUnit.toNanos(timeout);
    do {
      final long start = currentTime();
      final T bagEntry = handoffQueue.poll(timeout, NANOSECONDS);
      if (bagEntry == null 
        || bagEntry.compareAndSet(STATE_NOT_IN_USE, STATE_IN_USE)) {
          return bagEntry;
      }
      //重新计算等待时间
      timeout -= elapsedNanos(start);
    } while (timeout > 10_000);
    //超时没有获取到连接,返回null
    return null;
  } finally {
    waiters.decrementAndGet();
  }
}

释放连接需要调用 ConcurrentBag 提供的 requite() 方法,该方法的逻辑很简单,首先将数据库连接状态更改为 STATE_NOT_IN_USE,之后查看是否存在等待线程,如果有,则分配给等待线程;如果没有,则将该数据库连接保存到线程本地存储里。


//释放连接
void requite(final T bagEntry){
  //更新连接状态
  bagEntry.setState(STATE_NOT_IN_USE);
  //如果有等待的线程,则直接分配给线程,无需进入任何队列
  for (int i = 0; waiters.get() > 0; i++) {
    if (bagEntry.getState() != STATE_NOT_IN_USE 
      || handoffQueue.offer(bagEntry)) {
        return;
    } else if ((i & 0xff) == 0xff) {
      parkNanos(MICROSECONDS.toNanos(10));
    } else {
      yield();
    }
  }
  //如果没有等待的线程,则进入线程本地存储
  final List<Object> threadLocalList = threadList.get();
  if (threadLocalList.size() < 50) {
    threadLocalList.add(weakThreadLocals 
      ? new WeakReference<>(bagEntry) 
      : bagEntry);
  }
}
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