應網友要求，寫一寫連線池實現細節。

一、如何通過連線訪問下游

工程架構中有很多訪問下游的需求，下游包括但不限於服務/資料庫/快取，其通訊步驟是為：

（1）與下游建立一個連線

（2）通過這個連線，收發請求

（3）互動結束，關閉連線，釋放資源

這個連線是什麼呢，通過連線怎麼呼叫下游介面？服務/資料庫/快取，官方會提供不同語言的Driver、Document、DemoCode來教使用方建立連線與呼叫介面，以MongoDB的C++官方Driver API為例（虛擬碼）：

DBClientConnection* c = new DBClientConnection();

c->connect(“127.0.0.1:8888”);

c->insert(“db.s”, BSON(”shenjian”));

c->close();

這個DBClientConnection就是一個與MongoDB的連線，官方Driver通過它提供了若干API，讓使用者可以對MongoDB進行連線，增刪查改，關閉的操作，從而實現不同的業務邏輯。

二、為什麼需要連線池

當併發量很低的時候，上述虛擬碼沒有任何問題，但當服務單機QPS達到幾百、幾千的時候，建立連線connect和銷燬連線close就會成為瓶頸，此時該如何優化？

結論也很簡單，服務啟動的時候，先建立好若干連線Array[DBClientConnection]，當有請求過來的時候，從Array中取出一個，執行下游操作，執行完再放回，從而避免反覆的建立和銷燬連線，以提升效能。

而這個對Array[DBClientConnection]進行維護的資料結構，就是連線池。有了連線池之後，資料庫操作的虛擬碼變為：

DBClientConnection* c = ConnectionPool::GetConnection();

c->insert(“db.s”, BSON(”shenjian”));

ConnectionPool::FreeConnection(c);

三、連線池核心介面與實現

通過上面的討論，可以看到連線池ConnectionPool主要有三個核心介面：

（1）Init：初始化好Array[DBClientConnection]，這個介面只在服務啟動時呼叫一次

（2）GetConnection：請求每次需要訪問資料庫時，不是connect一個連線，而是通過連線池的這個介面來拿

（3）FreeConnection：請求每次訪問完資料庫時，不是close一個連線，而是把這個連線放回連線池

連線池核心資料結構：

（1）連線陣列Array DBClientConnection [N]

（2）互斥鎖陣列Array lock[N]

連線池核心介面實現：

Init(){
 for i = 1 to N {
  Array DBClientConnection [i] = new();
  Array DBClientConnection [i]->connect();
  Array lock[i] = 0;
 }
}

說明：把所有連線和互斥鎖初始化

GetConnection()
 for i = 1 to N {
  if(Array lock[i] == 0){
   Array lock[i] = 1;
   return Array DBClientConnection[i];
   }
 }
}

說明：找一個可用的連線，鎖住，並返回連線

FreeConnection(c)
 for i = 1 to N {
 if(Array DBClientConnection [i] == c){
   Array lock[i] = 0;
   }
  }
}

說明：找到連線，把鎖釋放

可以發現，簡單的連線池管理並不是很複雜，基本原理即如上所述。

四、未盡事宜

上述虛擬碼忽略了一些細節，在實現連線池中是需要考慮的：

（1）如果連線全部被佔用，是返回失敗，還是讓上游等待

（2）需要實施連線可用性檢測

（3）為了讓呼叫方更友好，可能還需要包裝一層DAO層，讓“連線”這個東西對呼叫方都是黑盒的

（4）通過freeArray，connectionMap可以讓取連線和放回連線都達到O(1)時間複雜度

（5）可以通過hash實現id序列化

（6）負載均衡、故障轉移、服務自動擴容都可以在這一層實現

希望這一分鐘大家有收穫。