dbcp基本配置和重连配置

转自：http://agapple.iteye.com/blog/772507

最近在看一些dbcp的相关内容，顺便做一下记录，免得自己给忘记了。

1. 引入dbcp (选择1.4)

2. com.alibaba.external
3. jakarta.commons.dbcp
4. 1.4

2. dbcp的基本配置

相关配置说明:

1. initialSize ：连接池启动时创建的初始化连接数量（默认值为0）
2. maxActive ：连接池中可同时连接的最大的连接数（默认值为8，调整为20，高峰单机器在20并发左右，自己根据应用场景定）
3. maxIdle：连接池中最大的空闲的连接数，超过的空闲连接将被释放，如果设置为负数表示不限制（默认为8个，maxIdle不能设置太小，因为假如在高负载的情况下，连接的打开时间比关闭的时间快，会引起连接池中idle的个数 上升超过maxIdle，而造成频繁的连接销毁和创建，类似于jvm参数中的Xmx设置)
4. minIdle：连接池中最小的空闲的连接数，低于这个数量会被创建新的连接（默认为0，调整为5，该参数越接近maxIdle，性能越好，因为连接的创建和销毁，都是需要消耗资源的；但是不能太大，因为在机器很空闲的时候，也会创建低于minidle个数的连接，类似于jvm参数中的Xmn设置）
5. maxWait ：最大等待时间，当没有可用连接时，连接池等待连接释放的最大时间，超过该时间限制会抛出异常，如果设置-1表示无限等待（默认为无限，调整为60000ms，避免因线程池不够用，而导致请求被无限制挂起）
6. poolPreparedStatements：开启池的prepared（默认是false，未调整，经过测试，开启后的性能没有关闭的好。）
7. maxOpenPreparedStatements：开启池的prepared 后的同时最大连接数（默认无限制，同上，未配置）
8. minEvictableIdleTimeMillis ：连接池中连接，在时间段内一直空闲， 被逐出连接池的时间
9. （默认为30分钟，可以适当做调整，需要和后端服务端的策略配置相关）
10. removeAbandonedTimeout ：超过时间限制，回收没有用(废弃)的连接（默认为 300秒，调整为180）
11. removeAbandoned ：超过removeAbandonedTimeout时间后，是否进 行没用连接（废弃）的回收（默认为false，调整为true)

1. 如果开启了removeAbandoned，当getNumIdle() < 2) and (getNumActive() > getMaxActive() - 3)时被触发.
2. 举例当maxActive=20, 活动连接为18,空闲连接为1时可以触发"removeAbandoned".但是活动连接只有在没有被使用的时间超 过"removeAbandonedTimeout"时才被回收
3. logAbandoned： 标记当连接被回收时是否打印程序的stack traces日志（默认为false，未调整）

1. 代码未在finally释放connection ,　不过我们都用sqlmapClientTemplate，底层都有链接释放的过程
2. 遇到数据库死锁。以前遇到过后端存储过程做了锁表操作，导致前台集群中连接池全都被block住，后续的业务处理因为拿不到链接所有都处理失败了。

1. "dataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" destroy-method="close">
2. "driverClassName" value="com.mysql.jdbc.Driver" />
3. "url" value="xxxx" />
4. "username">xxxx
5. "password">xxxxx
6. "maxActive">20
7. "initialSize">1
8. "maxWait">60000
9. "maxIdle">20
10. "minIdle">3
11. "removeAbandoned">true
12. "removeAbandonedTimeout">180
13. "connectionProperties">clientEncoding=GBK

1. dbcp是采用了commons-pool做为其连接池管理，testOnBorrow,testOnReturn, testWhileIdle是pool是提供的几种校验机制，通过外部钩子的方式回调dbcp的相关数据库链接(validationQuery)校验
2. dbcp相关外部钩子类：PoolableConnectionFactory,继承于common-pool PoolableObjectFactory
3. dbcp通过GenericObjectPool这一入口，进行连接池的borrow,return处理
4. testOnBorrow : 顾明思义，就是在进行borrowObject进行处理时，对拿到的connection进行validateObject校验
5. testOnReturn : 顾明思义，就是在进行returnObject对返回的connection进行validateObject校验，个人觉得对数据库连接池的管理意义不大
6. testWhileIdle : 关注的重点，GenericObjectPool中针对pool管理，起了一个Evict的TimerTask定时线程进行控制(可通过设置参数timeBetweenEvictionRunsMillis>0),定时对线程池中的链接进行validateObject校验，对无效的链接进行关闭后，会调用ensureMinIdle，适当建立链接保证最小的minIdle连接数。
7. timeBetweenEvictionRunsMillis,设置的Evict线程的时间，单位ms，大于0才会开启evict检查线程
   
8. validateQuery， 代表检查的sql
9. validateQueryTimeout， 代表在执行检查时，通过statement设置，statement.setQueryTimeout(validationQueryTimeout)
10. numTestsPerEvictionRun，代表每次检查链接的数量，建议设置和maxActive一样大，这样每次可以有效检查所有的链接.

1. "testWhileIdle">true
2. "testOnBorrow">false
3. "testOnReturn">false
4. "validationQuery">select sysdate from dual
5. "validationQueryTimeout">1
6. "timeBetweenEvictionRunsMillis">30000
7. "numTestsPerEvictionRun">20

相关配置需求：

1. 目前网站的应用大部分的瓶颈还是在I/O这一块，大部分的I/O还是在数据库的这一层面上，每一个请求可能会调用10来次SQL查询，如果不走事务，一个请求会重复获取链接，如果每次获取链接都进行validateObject，性能开销不是很能接受，可以假定一次SQL操作消毫0.5~1ms(一般走了网络请求基本就这数)
2. 网站异常数据库重启，网络异常断开的频率是非常低的，一般也就在数据库升级，演习维护时才会进行，而且一般也是选在晚上，访问量相对比较低的请求，而且一般会有人员值班关注，所以异步的validateObject是可以接受，但一个前提需要确保能保证在一个合理的时间段内，数据库能完成自动重联。

1. public interface PoolableObjectFactory {
3. Object makeObject() throws Exception;
5. void destroyObject(Object obj) throws Exception;
7. boolean validateObject(Object obj);
9. void activateObject(Object obj) throws Exception;
11. void passivateObject(Object obj) throws Exception;
12. }

2. dbcp实现的pool从池管理操作

这里贴了一个相关validate代码，具体类可见：PoolableConnectionFactory.validateConnection()

1. public class PoolableConnectionFactory implements PoolableObjectFactory {
3. ......
4. public boolean validateObject(Object obj) { //验证validateObject
5. if(obj instanceof Connection) {
6. try {
7. validateConnection((Connection) obj);
8. return true;
9. } catch(Exception e) {
10. return false;
11. }
12. } else {
13. return false;
14. }
15. }
16. public void validateConnection(Connection conn) throws SQLException {
17. String query = _validationQuery;
18. if(conn.isClosed()) {
19. throw new SQLException("validateConnection: connection closed");
20. }
21. if(null != query) {
22. Statement stmt = null;
23. ResultSet rset = null;
24. try {
25. stmt = conn.createStatement();
26. if (_validationQueryTimeout > 0) {
27. stmt.setQueryTimeout(_validationQueryTimeout);
28. }
29. rset = stmt.executeQuery(query);
30. if(!rset.next()) {
31. throw new SQLException("validationQuery didn't return a row");
32. }
33. } finally {
34. if (rset != null) {
35. try {
36. rset.close();
37. } catch(Exception t) {
38. // ignored
39. }
40. }
41. if (stmt != null) {
42. try {
43. stmt.close();
44. } catch(Exception t) {
45. // ignored
46. }
47. }
48. }
49. }
50. }
52. ....
54. }

3. pool池的evict调用代码：GenericObjectPool (apache commons pool version 1.5.4)

1. protected synchronized void startEvictor(long delay) { //启动Evictor为TimerTask
2. if(null != _evictor) {
3. EvictionTimer.cancel(_evictor);
4. _evictor = null;
5. }
6. if(delay > 0) {
7. _evictor = new Evictor();
8. EvictionTimer.schedule(_evictor, delay, delay);
9. }
10. }
12. for (int i=0,m=getNumTests();i
13. final ObjectTimestampPair pair;
14. .......
15. boolean removeObject = false;
16. // 空闲链接处理
17. final long idleTimeMilis = System.currentTimeMillis() - pair.tstamp;
18. if ((getMinEvictableIdleTimeMillis() > 0) &&
19. (idleTimeMilis > getMinEvictableIdleTimeMillis())) {
20. removeObject = true;
21. } else if ((getSoftMinEvictableIdleTimeMillis() > 0) &&
22. (idleTimeMilis > getSoftMinEvictableIdleTimeMillis()) &&
23. ((getNumIdle() + 1)> getMinIdle())) {
24. removeObject = true;
25. }
26. // testWhileIdle sql 检查处理
27. if(getTestWhileIdle() && !removeObject) {
28. boolean active = false;
29. try {
30. _factory.activateObject(pair.value);
31. active = true;
32. } catch(Exception e) {
33. removeObject=true;
34. }
35. if(active) {
36. if(!_factory.validateObject(pair.value)) {
37. removeObject=true;
38. } else {
39. try {
40. _factory.passivateObject(pair.value);
41. } catch(Exception e) {
42. removeObject=true;
43. }
44. }
45. }
46. }
47. // 真正关闭
48. if (removeObject) {
49. try {
50. _factory.destroyObject(pair.value);
51. } catch(Exception e) {
52. // ignored
53. }
54. }
55. ........

注意： 目前dbcp的pool的实现是使用了公用的apache common pools进行扩展处理，所以和原生的连接池处理，代码看上去有点别扭，感觉自动重连这块异常处理不怎么好，我也就只重点关注了这部分代码而已 .

3. dbcp的链接自动重链相关测试

相关场景：

1. 数据库意外重启后，原先的数据库连接池能自动废弃老的无用的链接，建立新的数据库链接
2. 网络异常中断后，原先的建立的tcp链接，应该能进行自动切换

测试需求1步骤

1. 建立一testCase代码
2. 配置mysql数据库
3. 循环执行在SQL查询过程
4. 异常重启mysql数据库

测试需求2步骤

1. 建立一testCase代码
2. 配置mysql数据库
3. 循环执行在SQL查询过程
4. 通过iptables禁用网络链接
   

/sbin/iptables -A INPUT -s 10.16.2.69 -j REJECT
/sbin/iptables -A FORWARD -p tcp -s 10.16.2.69 --dport 3306 -m state --state NEW,ESTABLISHED -j DROP

5. iptables -F 清空规则，恢复链接通道。

测试需求问题记录

分别测试了两种配置，有validateObject的配置和没有validateObject的相关配置。

1. 没有validate配置
问题一： 异常重启mysql数据库后，居然也可以自动恢复链接，sql查询正常
跟踪了一下代码，发现这么一个问题：

1. 在数据库关闭的时候，client中pool通过borrowObject获取一个异常链接返回给client
2. client在使用具体的异常链接进行sql调用出错了，抛了异常
3. 在finally，调用connection.close()，本意是应该调用pool通过returnObject返回到的池中，但在跟踪代码时，未见调用GenericObjectPool的returnObject
4. 继续查，发现在dbcp在中PoolingDataSource(实现DataSource接口)调用PoolableConnection(dbcp pool相关的delegate操作)进行相应关闭时，会检查_conn.isClosed()，针对DataSource如果isClosed返回为true的则不调用returnObject，直接丢弃了链接

解释：

• 正因为在获取异常链接后，因为做了_conn.isClosed()判断，所以异常链接并没有返回到连接池中，所以到数据库重启恢复后，每次都是调用pool重新构造一个新的connection，所以后面就正常了
• _conn.isClosed()是否保险，从jdk的api描述中： A connection is closed if the method close has been called on it or if certain fatal errors have occurred. 里面提供两种情况，一种就是被调用了closed方法，另一种就是出现一些异常也说的比较含糊。

问题二：validateObject调用时，dbcp设置的validationQueryTimeout居然没效果

看了mysql statement代码实现，找到了答案。

mysql com.mysql.jdbc.statemen 部分代码

timeout时间处理：

1. timeoutTask = new CancelTask();
2. //通过TimerTask启动一定时任务
3. Connection.getCancelTimer().schedule(timeoutTask, this.timeoutInMillis);

对应的CancelTask的代码：

1. class CancelTask extends TimerTask {
3. long connectionId = 0;
5. CancelTask() throws SQLException {
6. connectionId = connection.getIO().getThreadId();
7. }
9. public void run() {
11. Thread cancelThread = new Thread() {
13. public void run() {
14. Connection cancelConn = null;
15. java.sql.Statement cancelStmt = null;
17. try {
18. cancelConn = connection.duplicate();
19. cancelStmt = cancelConn.createStatement();
20. // 简单暴力，再发起一条KILL SQL，关闭先前的sql thread id
21. cancelStmt.execute("KILL QUERY " + connectionId);
22. wasCancelled = true;
23. } catch (SQLException sqlEx) {
24. throw new RuntimeException(sqlEx.toString());
25. } finally {
26. if (cancelStmt != null) {
27. try {
28. cancelStmt.close();
29. } catch (SQLException sqlEx) {
30. throw new RuntimeException(sqlEx.toString());
31. }
32. }
34. if (cancelConn != null) {
35. try {
36. cancelConn.close();
37. } catch (SQLException sqlEx) {
38. throw new RuntimeException(sqlEx.toString());
39. }
40. }
41. }
42. }
43. };
45. cancelThread.start();
46. }
47. }

原因总结一句话： queryTimeout的实现是通过底层数据库提供的机制，比如KILL QUERY pid. 如果此时的网络不通，出现阻塞现象，对应的kill命令也发不出去，所以timeout设置的超时没效果。

4.最后

最后还是决定配置testWhileIdle扫描，主要考虑：

1. pool池中的链接如果未被使用，可以通过testWhileIdle进行链接检查，避免在使用时后总要失败那么一次，可以及时预防
2. 配合连接池的minEvictableIdleTimeMillis(空闲链接)，removeAbandoned(未释放的链接)，可以更好的去避免因为一些异常情况引起的问题，防范于未然。比如使用一些分布式数据库的中间件，会有空闲链接关闭的动作，动态伸缩连接池，这时候需要能及时的发现，避免请求失败。
3. testOnBorrow个人不太建议使用，存在性能问题，试想一下连接一般会在什么情况出问题，网络或者服务端异常终端空闲链接，网络中断你testOnBorrow检查发现不对再取一个链接还是不对，针对空闲链接处理异常关闭，可以从好业务端的重试策略进行考虑，同时配置客户端的空闲链接超时时间，maxIdle,minIdle等。

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新加的内容：

5.dbcp密码加密处理

以前使用jboss的jndi数据源的方式，是通过配置oracle-ds.xml，可以设置EncryptDBPassword，引用jboss login-config.xml配置的加密配置。

1. "EncryptDBPassword">
3. "org.jboss.resource.security.SecureIdentityLoginModule" flag="required">
4. "username">${username}
5. "password">${password_encrypt}
6. "managedConnectionFactoryName">jboss.jca:service=LocalTxCM,name=${jndiName}

为了能达到同样的效果，切换为spring dbcp配置时，也有类似密码加密的功能，运行期进行密码decode,最后进行数据链接。

实现方式很简单，分析jboss的对应SecureIdentityLoginModule的实现，无非就是走了Blowfish加密算法，自己拷贝实现一份。

1. private static String encode(String secret) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException,
2. InvalidKeyException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException {
3. byte[] kbytes = "jaas is the way".getBytes();
4. SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(kbytes, "Blowfish");
6. Cipher cipher = Cipher.getInstance("Blowfish");
7. cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key);
8. byte[] encoding = cipher.doFinal(secret.getBytes());
9. BigInteger n = new BigInteger(encoding);
10. return n.toString(16);
11. }
13. private static char[] decode(String secret) throws NoSuchPaddingException, NoSuchAlgorithmException,
14. InvalidKeyException, BadPaddingException, IllegalBlockSizeException {
15. byte[] kbytes = "jaas is the way".getBytes();
16. SecretKeySpec key = new SecretKeySpec(kbytes, "Blowfish");
18. BigInteger n = new BigInteger(secret, 16);
19. byte[] encoding = n.toByteArray();
21. Cipher cipher = Cipher.getInstance("Blowfish");
22. cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key);
23. byte[] decode = cipher.doFinal(encoding);
24. return new String(decode).toCharArray();
25. }

最后的配置替换为：

1. <bean id="dataSource" class="org.apache.commons.dbcp.BasicDataSource" destroy-method="close">
2. ......
3. <property name="password">
4. <bean class="com.xxxxx.EncryptDBPasswordFactory">
5. <property name="password" value="${xxxx.password.encrypted}" />
6. bean>
7. property>
8. ........
9. bean>

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新加的内容：

6.数据库重连机制

常见的问题：

1. 数据库意外重启后，原先的数据库连接池能自动废弃老的无用的链接，建立新的数据库链接

2. 网络异常中断后，原先的建立的tcp链接，应该能进行自动切换。比如网站演习中的交换机重启会导致网络瞬断

3. 分布式数据库中间件，比如amoeba会定时的将空闲链接异常关闭，客户端会出现半开的空闲链接。

大致的解决思路：

1. sql心跳检查

主动式 ,即我前面提到的sql validate相关配置

2. 请求探雷

牺牲小我，完成大我的精神。 拿链接尝试一下，发现处理失败丢弃链接，探雷的请求总会失败几个，就是前面遇到的问题一，dbcp已经支持该功能，不需要额外置。

3. 设置合理的超时时间，

解决半开链接. 一般数据库mysql,oracle都有一定的链接空闲断开的机制，而且当你使用一些分布式中间件(软件一类的)，空闲链接控制会更加严格，这时候设置合理的超时时间可以有效避免半开链接。

一般超时时间，dbcp主要是minEvictableIdleTimeMillis(空闲链接) , removeAbandonedTimeout(链接泄漏)。可以见前面的参数解释。