題外話

通過前幾章的學習，不知道大家對ADO.NET有一定的瞭解了沒有。撇開文章質量不講，必須肯定的是，我是用心去寫每一篇文章的。無論是是在排版上，還是在內容選取上我都花了不少心思。我希望通過本系列文章，無論是新手還是老手，在ADO.NET上都能有所收穫。如果大家覺得有幫助，我希望能得到您的推薦和關注，讓我知道您對我的肯定。如果大家覺得我寫的不好，我也很樂意聽取批評的意見，讓我們一起進步。

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摘要

今天我要講的是資料庫連線池。說實話，我表示鴨梨很大。因為相比其他章節來說，連線池相對來說難理解一點。我要用最通俗的語句給大家講明白，講透徹卻也不是一件很容易的事。但是，連線池又是非常重要的知識點，特別是在部署多使用者程式時，顯得尤為重要。所以，我不但要講，而且要講的透徹。通過本文，你將理解連線池的基本原理已經如何利用連線池來提高應用程式的效能。

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目錄

• 什麼是連線池?
• 連線池的工作原理
• 說說連線池的幾個非常重要屬性
• 連線池異常與處理方法
• 監視連線狀態的方法
• 高效使用連線池的基本原則

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1. 什麼是連線池?

      在上篇文章《你必須知道的ADO.NET（四） 品味Connection物件》中，我已經強調過，建立一個數據庫連線是一件非常耗時（消耗時間）耗力（消耗資源）的事情。之所以會這樣，是因為連線到資料庫伺服器需要經歷幾個漫長的過程:建立物理通道（例如套接字或命名管道），與伺服器進行初次握手，分析連線字串資訊，由伺服器對連線進行身份驗證，執行檢查以便在當前事務中登記等等。我們先不管為什麼會有這樣的機制，存在總是有它的道理。既然新建一條連線如此痛苦，那麼為什麼不重複利用已有的連線呢？

      實際上，ADO.NET已經為我們提供了名為連線池的優化方法。連線池就是這樣一個容器：它存放了一定數量的與資料庫伺服器的物理連線。因此，當我們需要連線資料庫伺服器的時候，只需去池（容器）中取出一條空閒的連線，而不是新建一條連線。這樣的話，我們就可以大大減少連線資料庫的開銷，從而提高了應用程式的效能。

 PS:本來做了2張圖片來描述連線池的，無奈公司裝有監控軟體，不能上傳，所以只能等下次有時間上傳了。

 

2. 連線池的工作原理

2.1 建立連線池

      需要說明的是，連線池是具有類別區分的。

也就是說，同一個時刻同一應用程式域可以有多個不同型別的連線池。那麼，連線池是如何標識區分的？細緻的講，是由程序、應用程式域、連線字串以及windows標識（在使用整合的安全性時）共同組成簽名來標識區分的。但對於同一應用程式域來說，一般只由連線字串來標識區分。當開啟一條連線時，如果該條連線的型別簽名與現有的連線池型別不匹配，則建立一個新的連線池。反之，則不建立新的連線池。

      一個典型的建立連線的例項：

//建立連線物件1
using (SqlConnection conn1 =

             new SqlConnection(  "DataSource=(local);Integrated Security=SSPI;Initial Catalog=Northwind"))    
{        
    conn1.Open();       
}


//建立連線物件2
using (SqlConnection conn2 =

           new SqlConnection(  "DataSource=(local);Integrated Security=SSPI;Initial Catalog=pubs"))   
{       
    conn2.Open();      
}


//建立連線物件3
using (SqlConnection conn3 =

         new SqlConnection(  "DataSource=(local);Integrated Security=SSPI;Initial Catalog=Northwind"))  
{        
    conn3.Open();      
} 

上面例項中，我建立了三個SqlConnection物件，但是管理時只需要兩個連線池。細心的朋友，可能早已發現conn1與conn3的連線字串相同，所以可以共享一個連線池，而conn2與conn1與conn3不同，所以需要建立新的連線池。

2.2 分配空閒連線

      當用戶建立連線請求或者說呼叫Connection物件的Open時，連線池管理器首先需要根據連線請求的型別簽名找到匹配型別的連線池，然後盡力分配一條空閒連線。具體情況如下：

• 如果池中有空閒連線可用，返回該連線。
• 如果池中連線都已用完，建立一個新連線新增到池中。
• 如果池中連線已達到最大連線數，請求進入等待佇列直到有空閒連線可用。

2.3 移除無效連線 

      無效連線，即不能正確連線到資料庫伺服器的連線。對於連線池來說，儲存的與資料庫伺服器的連線的數量是有限的。因此，對於無效連線，如果如不及時移除，將會浪費連線池的空間。其實你不用擔心，連線池管理器已經很好的為我們處理了這些問題。如果連線長時間空閒，或檢測到與伺服器的連線已斷開，連線池管理器會將該連線從池中移除。

2.4 回收使用完的連線

      當我們使用完一條連線時，應當及時關閉或釋放連線，以便連線可以返回池中重複利用。我們可以通過Connection物件的Close或Dispose方法，也可以通過C#的using語句來關閉連線。

 

3. 說說幾個非常重要屬性

連線池的行為可以通過連線字串來控制，主要包括四個重要的屬性：

• Connection Timeout：連線請求等待超時時間。預設為15秒，單位為秒。
• Max Pool Size: 連線池中最大連線數。預設為100。
• Min Pool Size: 連線池中最小連線數。預設為0。
• Pooling: 是否啟用連線池。ADO.NET預設是啟用連線池的，因此，你需要手動設定Pooling=false來禁用連線池。

還是看一個例項來理解連線池的屬性吧。程式碼如下：

SqlConnectionStringBuilder connStr = new SqlConnectionStringBuilder();
            connStr.DataSource = @".\SQLEXPRESS";
            connStr.InitialCatalog = "master";
            connStr.IntegratedSecurity = true;

            connStr.Pooling = true; //開啟連線池
         connStr.MinPoolSize = 0; //設定最小連線數為0
            connStr.MaxPoolSize = 50; //設定最大連線數為50             
            connStr.ConnectTimeout = 10; //設定超時時間為10秒

            using( SqlConnection conn = new SqlConnection(connStr.ConnectionString))
            {
                ;//todo
            }

 

4. 連線池異常與處理方法

      當用戶開啟一個連線而沒有正確或者及時的關閉時，經常會引發“連線洩露”問題。洩露的連線，會一直保持開啟狀態，直到呼叫Dispose方法，垃圾回收器（GC）才關閉和釋放連線。與ADO不同，ADO.NET需要手動的關閉使用完的連線。一個重要的誤區是：當連線物件超出區域性作用域範圍時，就會關閉連線。實際上，當超出作用域時，釋放的只是連線物件而非連線資源。好吧，還是先看看一個例項吧。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Data;
using System.Data.SqlClient;

namespace ConnectionPool
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            SqlConnectionStringBuilder connStr = new SqlConnectionStringBuilder();
            connStr.DataSource = @".\SQLEXPRESS";
            connStr.InitialCatalog = "master";
            connStr.IntegratedSecurity = true;

            connStr.MaxPoolSize = 5;//設定最大連線池為5
            connStr.ConnectTimeout = 1;//設定超時時間為1秒

              SqlConnection conn = null;
            for (int i = 1; i <= 100; ++i)
            {
                conn = new SqlConnection(connStr.ConnectionString);
                try
                {
                    conn.Open();
                    Console.WriteLine("Connection{0} is linked",i);
                }
                catch(Exception ex)
                {
                    Console.WriteLine("\n異常資訊:\n{0}",ex.Message);
                    break;
                }
            }

            Console.Read();

        }
    }
}

為了使結果更明顯，我特地將最大連線數設定為5，超時時間為1秒。執行後，很快得到以下結果。

從上面的結果我們很明顯的知道，連接出現了異常。我們已經知道連線池的最大連線數為5，當建立第6條連線時，由於連線池中連線數量已經達到了最大數並且沒有空閒的連線，因此需要等待連線直到超時。當超過超時時間時，就出現了上述的連線異常。因此，我必須再次強調，使用完的連線應當儘快的正確的關閉和釋放。

 

5. 監視SQL Server連線狀態的方法

（1）通過活動監視器

第一步：開啟MSSMS管理器，單擊“活動監視器”圖示。

 

第二步：在開啟活動監視器檢視中，單擊“程序”選項卡。

第三步：執行 #4 連線池異常與處理方法 中的例子，則可以看到開啟的5條連線，如下圖所示。

 

（2）使用T-SQL語句

同樣，通過執行系統儲存過程sp_who，我們也可以監視連線狀態。

exec sp_who

可得到以下結果：

 

 

6. 高效使用連線池的基本原則

      用好連線池將會大大提高應用程式的效能。相反，如果使用不當的話，則百害而無一益。一般來說，應當遵循以下原則：

• 在最晚的時刻申請連線，在最早的時候釋放連線。
• 關閉連線時先關閉相關使用者定義的事務。
• 確保並維持連線池中至少有一個開啟的連線。
• 盡力避免池碎片的產生。主要包括整合安全性產生的池碎片以及使用許多資料庫產生的池碎片。

提示：池碎片是許多 Web 應用程式中的一個常見問題，應用程式可能會建立大量在程序退出後才會釋放的池。 這樣，將開啟大量的連線，佔用許多記憶體，從而導致效能降低。