腾讯二面:为什么数据库连接很消耗资源?我竟然答不上来。。一下懵了!
👉 这是一个或许对你有用的社群
🐱 一对一交流/面试小册/简历优化/求职解惑,欢迎加入「芋道快速开发平台」知识星球。下面是星球提供的部分资料:
《项目实战(视频)》:从书中学,往事上“练” 《互联网高频面试题》:面朝简历学习,春暖花开 《架构 x 系统设计》:摧枯拉朽,掌控面试高频场景题 《精进 Java 学习指南》:系统学习,互联网主流技术栈 《必读 Java 源码专栏》:知其然,知其所以然
👉这是一个或许对你有用的开源项目
国产 Star 破 10w+ 的开源项目,前端包括管理后台 + 微信小程序,后端支持单体和微服务架构。
功能涵盖 RBAC 权限、SaaS 多租户、数据权限、商城、支付、工作流、大屏报表、微信公众号、CRM 等等功能:
Boot 仓库:https://gitee.com/zhijiantianya/ruoyi-vue-pro Cloud 仓库:https://gitee.com/zhijiantianya/yudao-cloud 视频教程:https://doc.iocoder.cn 【国内首批】支持 JDK 21 + SpringBoot 3.2.2、JDK 8 + Spring Boot 2.7.18 双版本
❝
开发应用程序久了,总想刨根问底,尤其对一些有公共答案的问题。大家都能解释,但是追根究底,都解释不清。凡是都有为什么,而且用数字说明问题是最直观的。
❞
本文主要想探究一下连接数据库的细节,尤其是在Web
应用中要使用数据库来连接池,以免每次发送一次请求就重新建立一次连接。对于这个问题,答案都是一致的,建立数据库连接很耗时,但是这个耗时是都多少呢,又是分别在哪些方面产生的耗时呢?
本文以连接MySQL
数据库为例,因为MySQL
数据库是开源的,其通信协议是公开的,所以我们能够详细分析建立连接的整个过程。
❝
在本文中,消耗资源的分析主要集中在网络上,当然,资源也包括内存、CPU等计算资源,使用的编程语言是
Java
,但是不排除编程语言也会有一定的影响。❞
首先先看一下连接数据库的Java
代码,如下:
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
String name = "xttblog2";
String password = "123456";
String url = "jdbc:mysql://172.16.100.131:3306/xttblog2";
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, name, password);
// 之后程序终止,连接被强制关闭
然后通过「Wireshark」 分析整个连接的建立过程,如下:
在上图中显示的连接过程中,可以看出MySQL
的通信协议是基于TCP
传输协议的,而且该协议是二进制协议,不是类似于HTTP
的文本协议,其中建立连接的过程具体如下:
第1步:建立 TCP
连接,通过三次握手实现;第2步:服务器发送给客户端「握手信息」 ,客户端响应该握手消息; 第3步:客户端「发送认证包」 ,用于用户验证,验证成功后,服务器返回OK响应,之后开始执行命令;
用户验证成功之后,会进行一些连接变量的设置,比如字符集、是否自动提交事务等,其间会有多次数据的交互。完成了这些步骤后,才会执行真正的数据查询和更新等操作。
在本文的测试中,只用了5行代码来建立连接,但是并没有通过该连接去执行任何操作,所以在程序执行完毕之后,连接不是通过Connection.close()
关闭的,而是由于程序执行完毕,导致进程终止,造成与数据库的连接异常关闭,所以最后会出现TCP
的RST
报文。在这个最简单的代码中,没有设置任何额外的连接属性,所以在设置属性上占用的时间可以认为是最少的(其实,虽然我们没有设置任何属性,但是驱动仍然设置了字符集、事务自动提交等,这取决于具体的驱动实现),所以整个连接所使用的时间可以认为是最少的。但从统计信息中可以看出,在不包括最后TCP
的RST
报文时(因为该报文不需要服务器返回任何响应),但是其中仍需在客户端和服务器之间进行往返「7」 次,「也就是说完成一次连接,可以认为,数据在客户端和服务器之间需要至少往返7次」 ,从时间上来看,从开始TCP的三次握手,到最终连接强制断开为止(不包括最后的RST
报文),总共花费了:
10.416042 - 10.190799 = 0.225243s = **225.243ms**!!!
这意味着,建立一次数据库连接需要225ms,而这还是还可以认为是最少的,当然「花费的时间可能受到网络状况、数据库服务器性能以及应用代码是否高效的影响」 ,但是这里只是一个最简单的例子,已经足够说明问题了!
由于上面是程序异常终止了,但是在正常的应用程序中,连接的关闭一般都是通过Connection.close()
完成的,代码如下:
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
String name = "shine_user";
String password = "123";
String url = "jdbc:mysql://172.16.100.131:3306/clever_mg_test";
Connection conn = DriverManager.getConnection(url, name, password);
conn.close();
这样的话,情况发生了变化,主要体现在与数据库连接的断开,如下图:
第1步:此时处于 MySQL
通信协议阶段,客户端发送关闭连接请求,而且不用等待服务端的响应;第2步:TCP断开连接,4次挥手完成连接断开;
这里是完整地完成了从数据库连接的建立到关闭,整个过程花费了:
747.284311 - 747.100954 = 0.183357s = 183.357ms
这里可能也有网络状况的影响,比上述的225ms少了,但是也几乎达到了200ms的级别。
那么问题来了,想象一下这个场景,对于一个日活2万的网站来说,假设每个用户只会发送5个请求,那么一天就是10万个请求,对于建立数据库连接,我们保守一点计算为150ms好了,那么一天当中花费在建立数据库连接的时间有(还不包括执行查询和更新操作):
100000 * 150ms = 15000000ms = 15000s = 250min = 4.17h
也就说每天花费在建立数据库连接上的时间已经达到「4个小时」 ,所以说数据库连接池是必须的嘛,而且当日活增加时,单单使用数据库连接池也不能完全保证你的服务能够正常运行,还需要考虑其他的解决方案:
缓存 SQL
的预编译负载均衡 ……
当然这不是本文的主要内容,「本文想要阐述的核心思想只有一个,数据库连接真的很耗时,所以不要频繁的建立连接」 。
欢迎加入我的知识星球,全面提升技术能力。
👉 加入方式,“长按”或“扫描”下方二维码噢:
星球的内容包括:项目实战、面试招聘、源码解析、学习路线。
文章有帮助的话,在看,转发吧。
谢谢支持哟 (*^__^*)
微信扫码关注该文公众号作者