前言
Druid是阿里开源的数据库连接池，是阿里监控零碎Dragoon的副产品，提供了弱小的可监控性和基于Filter-Chain的可扩展性。
本篇文章将对Druid数据库连接池的连贯创立和销毁进行剖析。剖析Druid数据库连接池的源码前，须要明确几个概念。
- Druid数据库连接池中可用的连贯寄存在一个数组connections中；
- Druid数据库连接池做并发管制，次要靠一把可重入锁以及和这把锁关联的两个Condition对象；
public DruidAbstractDataSource(boolean lockFair) {
lock = new ReentrantLock(lockFair);
notEmpty = lock.newCondition();
empty = lock.newCondition();
}- 连接池没有可用连贯时，利用线程会在notEmpty上期待，连接池已满时，生产连贯的线程会在empty上期待；
- 对连贯保活，就是每距离肯定工夫，对达到了保活距离周期的连贯进行有效性校验，能够将有效连贯销毁，也能够避免连贯长时间不与数据库服务端通信。
Druid版本：1.2.11
注释
一. DruidDataSource连贯创立
DruidDataSource连贯的创立由CreateConnectionThread线程实现，其run() 办法如下所示。
public void run() {
initedLatch.countDown();
long lastDiscardCount = 0;
int errorCount = 0;
for (; ; ) {
try {
lock.lockInterruptibly();
} catch (InterruptedException e2) {
break;
}
long discardCount = DruidDataSource.this.discardCount;
boolean discardChanged = discardCount - lastDiscardCount > 0;
lastDiscardCount = discardCount;
try {
// emptyWait为true示意生产连接线程须要期待，无需生产连贯
boolean emptyWait = true;
// 产生了创立谬误，且池中已无连贯，且抛弃连贯的统计没有扭转
// 此时生产连接线程须要生产连贯
if (createError != null
&& poolingCount == 0
&& !discardChanged) {
emptyWait = false;
}
if (emptyWait
&& asyncInit && createCount < initialSize) {
emptyWait = false;
}
if (emptyWait) {
// 池中已有连接数大于等于正在期待连贯的利用线程数
// 且以后是非keepAlive场景
// 且以后是非间断失败
// 此时生产连贯的线程在empty上期待
// keepAlive && activeCount + poolingCount < minIdle时会在shrink()办法中触发emptySingal()来增加连贯
// isFailContinuous()返回true示意间断失败，即屡次（默认2次）创立物理连贯失败
if (poolingCount >= notEmptyWaitThreadCount
&& (!(keepAlive && activeCount + poolingCount < minIdle))
&& !isFailContinuous()
) {
empty.await();
}
// 避免创立超过maxActive数量的连贯
if (activeCount + poolingCount >= maxActive) {
empty.await();
continue;
}
}
} catch (InterruptedException e) {
// 省略
} finally {
lock.unlock();
}
PhysicalConnectionInfo connection = null;
try {
connection = createPhysicalConnection();
} catch (SQLException e) {
LOG.error("create connection SQLException, url: " + jdbcUrl
+ ", errorCode " + e.getErrorCode()
+ ", state " + e.getSQLState(), e);
errorCount++;
if (errorCount > connectionErrorRetryAttempts
&& timeBetweenConnectErrorMillis > 0) {
// 屡次创立失败
setFailContinuous(true);
// 如果配置了疾速失败，就唤醒所有在notEmpty上期待的利用线程
if (failFast) {
lock.lock();
try {
notEmpty.signalAll();
} finally {
lock.unlock();
}
}
if (breakAfterAcquireFailure) {
break;
}
try {
Thread.sleep(timeBetweenConnectErrorMillis);
} catch (InterruptedException interruptEx) {
break;
}
}
} catch (RuntimeException e) {
LOG.error("create connection RuntimeException", e);
setFailContinuous(true);
continue;
} catch (Error e) {
LOG.error("create connection Error", e);
setFailContinuous(true);
break;
}
if (connection == null) {
continue;
}
// 把连贯增加到连接池
boolean result = put(connection);
if (!result) {
JdbcUtils.close(connection.getPhysicalConnection());
LOG.info("put physical connection to pool failed.");
}
errorCount = 0;
if (closing || closed) {
break;
}
}
}CreateConnectionThread的run() 办法整体就是在一个死循环中一直的期待，被唤醒，而后创立线程。当一个物理连贯被创立进去后，会调用DruidDataSource#put办法将其放到连接池connections中，put() 办法源码如下所示。
protected boolean put(PhysicalConnectionInfo physicalConnectionInfo) {
DruidConnectionHolder holder = null;
try {
holder = new DruidConnectionHolder(DruidDataSource.this, physicalConnectionInfo);
} catch (SQLException ex) {
// 省略
return false;
}
return put(holder, physicalConnectionInfo.createTaskId, false);
}
private boolean put(DruidConnectionHolder holder,
long createTaskId, boolean checkExists) {
// 波及到连接池中连贯数量扭转的操作，都须要加锁
lock.lock();
try {
if (this.closing || this.closed) {
return false;
}
// 池中已有连接数曾经大于等于最大连接数，则不再把连贯加到连接池并间接返回false
if (poolingCount >= maxActive) {
if (createScheduler != null) {
clearCreateTask(createTaskId);
}
return false;
}
// 查看反复增加
if (checkExists) {
for (int i = 0; i < poolingCount; i++) {
if (connections[i] == holder) {
return false;
}
}
}
// 连贯放入连接池
connections[poolingCount] = holder;
// poolingCount++
incrementPoolingCount();
if (poolingCount > poolingPeak) {
poolingPeak = poolingCount;
poolingPeakTime = System.currentTimeMillis();
}
// 唤醒在notEmpty上期待连贯的利用线程
notEmpty.signal();
notEmptySignalCount++;
if (createScheduler != null) {
clearCreateTask(createTaskId);
if (poolingCount + createTaskCount < notEmptyWaitThreadCount
&& activeCount + poolingCount + createTaskCount < maxActive) {
emptySignal();
}
}
} finally {
lock.unlock();
}
return true;
}put() 办法会先将物理连贯从PhysicalConnectionInfo中获取进去并封装成一个DruidConnectionHolder，DruidConnectionHolder就是Druid连接池中的连贯。新增加的连贯会寄存在连接池数组connections的poolingCount地位，而后poolingCount会加1，也就是poolingCount代表着连接池中能够获取的连贯的数量。
二. DruidDataSource连贯销毁
DruidDataSource连贯的销毁由DestroyConnectionThread线程实现，其run() 办法如下所示。
public void run() {
// run()办法只有执行了，就调用initedLatch#countDown
initedLatch.countDown();
for (; ; ) {
// 每距离timeBetweenEvictionRunsMillis执行一次DestroyTask的run()办法
try {
if (closed || closing) {
break;
}
if (timeBetweenEvictionRunsMillis > 0) {
Thread.sleep(timeBetweenEvictionRunsMillis);
} else {
Thread.sleep(1000);
}
if (Thread.interrupted()) {
break;
}
// 执行DestroyTask的run()办法来销毁须要销毁的连贯
destroyTask.run();
} catch (InterruptedException e) {
break;
}
}
}DestroyConnectionThread的run() 办法就是在一个死循环中每距离timeBetweenEvictionRunsMillis的工夫就执行一次DestroyTask的run() 办法。DestroyTask#run办法实现如下所示。
public void run() {
// 依据一系列条件判断并销毁连贯
shrink(true, keepAlive);
// RemoveAbandoned机制
if (isRemoveAbandoned()) {
removeAbandoned();
}
}在DestroyTask#run办法中会调用DruidDataSource#shrink办法来依据设定的条件来判断出须要销毁和保活的连贯。DruidDataSource#shrink办法如下所示。
// checkTime参数示意在将一个连贯进行销毁前，是否须要判断一下闲暇工夫
public void shrink(boolean checkTime, boolean keepAlive) {
// 加锁
try {
lock.lockInterruptibly();
} catch (InterruptedException e) {
return;
}
// needFill = keepAlive && poolingCount + activeCount < minIdle
// needFill为true时，会调用empty.signal()唤醒生产连贯的线程来生产连贯
boolean needFill = false;
// evictCount记录须要销毁的连接数
// keepAliveCount记录须要保活的连接数
int evictCount = 0;
int keepAliveCount = 0;
int fatalErrorIncrement = fatalErrorCount - fatalErrorCountLastShrink;
fatalErrorCountLastShrink = fatalErrorCount;
try {
if (!inited) {
return;
}
// checkCount = 池中已有连接数 - 最小闲暇连接数
// 失常状况下，最多可能将前checkCount个连贯进行销毁
final int checkCount = poolingCount - minIdle;
final long currentTimeMillis = System.currentTimeMillis();
// 失常状况下，须要遍历池中所有连贯
// 从前往后遍历，i为数组索引
for (int i = 0; i < poolingCount; ++i) {
DruidConnectionHolder connection = connections[i];
// 如果产生了致命谬误（onFatalError == true）且致命谬误产生工夫（lastFatalErrorTimeMillis）在连贯建设工夫之后
// 把连贯退出到保活连贯数组中
if ((onFatalError || fatalErrorIncrement > 0)
&& (lastFatalErrorTimeMillis > connection.connectTimeMillis)) {
keepAliveConnections[keepAliveCount++] = connection;
continue;
}
if (checkTime) {
// phyTimeoutMillis示意连贯的物理存活超时工夫，默认值是-1
if (phyTimeoutMillis > 0) {
// phyConnectTimeMillis示意连贯的物理存活工夫
long phyConnectTimeMillis = currentTimeMillis
- connection.connectTimeMillis;
// 连贯的物理存活工夫大于phyTimeoutMillis，则将这个连贯放入evictConnections数组
if (phyConnectTimeMillis > phyTimeoutMillis) {
evictConnections[evictCount++] = connection;
continue;
}
}
// idleMillis示意连贯的闲暇工夫
long idleMillis = currentTimeMillis - connection.lastActiveTimeMillis;
// minEvictableIdleTimeMillis示意连贯容许的最小闲暇工夫，默认是30分钟
// keepAliveBetweenTimeMillis示意保活间隔时间，默认是2分钟
// 如果连贯的闲暇工夫小于minEvictableIdleTimeMillis且还小于keepAliveBetweenTimeMillis
// 则connections数组中以后连贯之后的连贯都会满足闲暇工夫小于minEvictableIdleTimeMillis且还小于keepAliveBetweenTimeMillis
// 此时跳出遍历，不再查看其余的连贯
if (idleMillis < minEvictableIdleTimeMillis
&& idleMillis < keepAliveBetweenTimeMillis
) {
break;
}
// 连贯的闲暇工夫大于等于容许的最小闲暇工夫
if (idleMillis >= minEvictableIdleTimeMillis) {
if (checkTime && i < checkCount) {
// i < checkCount这个条件的了解如下：
// 每次shrink()办法执行时，connections数组中只有索引0到checkCount-1的连贯才容许被销毁
// 这样能力保障销毁完连贯后，connections数组中至多还有minIdle个连贯
evictConnections[evictCount++] = connection;
continue;
} else if (idleMillis > maxEvictableIdleTimeMillis) {
// 如果闲暇工夫过久，曾经大于了容许的最大闲暇工夫（默认7小时）
// 那么无论如何都要销毁这个连贯
evictConnections[evictCount++] = connection;
continue;
}
}
// 如果开启了保活机制，且连贯闲暇工夫大于等于了保活间隔时间
// 此时将连贯退出到保活连贯数组中
if (keepAlive && idleMillis >= keepAliveBetweenTimeMillis) {
keepAliveConnections[keepAliveCount++] = connection;
}
} else {
// checkTime为false，那么前checkCount个连贯间接进行销毁，不再判断这些连贯的闲暇工夫是否超过阈值
if (i < checkCount) {
evictConnections[evictCount++] = connection;
} else {
break;
}
}
}
// removeCount = 销毁连接数 + 保活连接数
// removeCount示意本次从connections数组中拿掉的连接数
// 注：肯定是从返回后拿，失常状况下最初minIdle个连贯是平安的
int removeCount = evictCount + keepAliveCount;
if (removeCount > 0) {
// [0, 1, 2, 3, 4, null, null, null] -> [3, 4, 2, 3, 4, null, null, null]
System.arraycopy(connections, removeCount, connections, 0, poolingCount - removeCount);
// [3, 4, 2, 3, 4, null, null, null] -> [3, 4, null, null, null, null, null, null, null]
Arrays.fill(connections, poolingCount - removeCount, poolingCount, null);
// 更新池中连接数
poolingCount -= removeCount;
}
keepAliveCheckCount += keepAliveCount;
// 如果池中连接数加上沉闷连接数（借出去的连贯）小于最小闲暇连接数
// 则将needFill设为true，后续须要唤醒生产连贯的线程来生产连贯
if (keepAlive && poolingCount + activeCount < minIdle) {
needFill = true;
}
} finally {
lock.unlock();
}
if (evictCount > 0) {
// 遍历evictConnections数组，销毁其中的连贯
for (int i = 0; i < evictCount; ++i) {
DruidConnectionHolder item = evictConnections[i];
Connection connection = item.getConnection();
JdbcUtils.close(connection);
destroyCountUpdater.incrementAndGet(this);
}
Arrays.fill(evictConnections, null);
}
if (keepAliveCount > 0) {
// 遍历keepAliveConnections数组，对其中的连贯做可用性校验
// 校验通过连贯就放入connections数组，没通过连贯就销毁
for (int i = keepAliveCount - 1; i >= 0; --i) {
DruidConnectionHolder holer = keepAliveConnections[i];
Connection connection = holer.getConnection();
holer.incrementKeepAliveCheckCount();
boolean validate = false;
try {
this.validateConnection(connection);
validate = true;
} catch (Throwable error) {
if (LOG.isDebugEnabled()) {
LOG.debug("keepAliveErr", error);
}
}
boolean discard = !validate;
if (validate) {
holer.lastKeepTimeMillis = System.currentTimeMillis();
boolean putOk = put(holer, 0L, true);
if (!putOk) {
discard = true;
}
}
if (discard) {
try {
connection.close();
} catch (Exception e) {
}
lock.lock();
try {
discardCount++;
if (activeCount + poolingCount <= minIdle) {
emptySignal();
}
} finally {
lock.unlock();
}
}
}
this.getDataSourceStat().addKeepAliveCheckCount(keepAliveCount);
Arrays.fill(keepAliveConnections, null);
}
// 如果needFill为true则唤醒生产连贯的线程来生产连贯
if (needFill) {
lock.lock();
try {
// 计算须要生产连贯的个数
int fillCount = minIdle - (activeCount + poolingCount + createTaskCount);
for (int i = 0; i < fillCount; ++i) {
emptySignal();
}
} finally {
lock.unlock();
}
} else if (onFatalError || fatalErrorIncrement > 0) {
lock.lock();
try {
emptySignal();
} finally {
lock.unlock();
}
}
}在DruidDataSource#shrink办法中，外围逻辑是遍历connections数组中的连贯，并判断这些连贯是须要销毁还是须要保活。通常状况下，connections数组中的前checkCount（checkCount = poolingCount – minIdle） 个连贯是危险的，因为这些连贯只有满足了：闲暇工夫 >= minEvictableIdleTimeMillis（容许的最小闲暇工夫），那么就须要被销毁，而connections数组中的最初minIdle个连贯是绝对平安的，因为这些连贯只有在满足：闲暇工夫 > maxEvictableIdleTimeMillis（容许的最大闲暇工夫） 时，才会被销毁。这么判断的起因，次要就是须要让连接池里可能保障至多有minIdle个闲暇连贯能够让利用线程获取。
当确定好了须要销毁和须要保活的连贯后，此时会先将connections数组清理，只保留平安的连贯，这个过程示意图如下。
最初，会遍历evictConnections数组，销毁数组中的连贯，遍历keepAliveConnections数组，对其中的每个连贯做可用性校验，如果校验可用，那么就从新放回connections数组，否则销毁。
总结
连贯的创立由一个叫做CreateConnectionThread的线程实现，整体流程就是在一个死循环中一直的期待，被唤醒，而后创立连贯。每一个被创立进去的物理连贯java.sql.Connection会被封装为一个DruidConnectionHolder，而后寄存到connections数组中。
连贯的销毁由一个叫做DestroyConnectionThread的线程实现，外围逻辑是周期性的遍历connections数组中的连贯，并判断这些连贯是须要销毁还是须要保活，须要销毁的连贯最初会被物理销毁，须要保活的连贯最初会进行一次可用性校验，如果校验不通过，则进行物理销毁。
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