项目之C++如何实现数据库连接池

下面是关于“项目之C++如何实现数据库连接池”的完整攻略。

概述

这是一个C++项目，目的是为了实现一个数据库连接池。它可以提供多个连接数据库的线程，而且每个线程都可以从连接池中获取数据库连接，使用完之后再释放回去，以便其他线程使用。

实现步骤

第一步：建立连接池类

首先，我们需要建立一个连接池类，这个类应该包含以下几个基本方法：

• init_connections() 初始化连接池，根据最小连接数构建初始的连接连接列表，放入连接池中
• get_connection() 从连接池中获取连接
• release_connection() 释放连接池
• destory_pool() 关闭连接池

下面是一个简单的示例：

class ConnectionPool
{
public:
    static ConnectionPool* getInstance();
    void init_connections();
    Connection* getConnection();
    void release_connection(Connection *conn);
    void destory_pool();

private:
    ConnectionPool();
    ~ConnectionPool();

    int m_min_conn;  // 连接池中最少连接数
    int m_max_conn;  // 连接池中最大连接数
    int m_cur_conn;  // 连接池中当前连接数
    std::string m_username;  // 数据库用户名
    std::string m_password;  // 数据库用户密码
    std::string m_url;   // 数据库连接地址
    std::list<Connection *>m_conn_list;  // 连接池中连接列表
    static ConnectionPool* pool;
    static std::mutex lock;
};

第二步：初始化连接池

在C++中，我们可以使用MySQL C API来实现与MySQL数据库的交互。在连接池类的初始化方法init_connections()，使用MySQL C API尽量构建最小连接数的连接列表，同时将这些连接放到连接池中等待使用。

void ConnectionPool::init_connections()
{
    Connection* conn;
    lock.lock();
    for(int i=0;i<m_min_conn;i++)
    {
        conn = create_connection();
        if(conn)
        {
            m_conn_list.push_back(conn);
            m_cur_conn++;
        }
    }
    lock.unlock();
}

Connection* ConnectionPool::create_connection()
{
    MYSQL* mysql = mysql_init(nullptr);
    Connection* conn = nullptr;
    if(mysql)
    {
        conn = new Connection(mysql, false);
        mysql_real_connect(mysql, m_url.c_str(), 
            m_username.c_str(), m_password.c_str(), 
            m_db_name.c_str(), 0, nullptr, 0);
    }
    return conn;
}

第三步：线程安全获取连接

多线程环境下，我们需要确保获取连接的过程是线程安全的。因此，在get_connection()方法中，需要对连接池中连接列表进行加锁操作。如果连接列表中有可用的连接，则返回一个连接；否则，为了保证达到最大连接数，可以创建一个新的连接，返回出去。

Connection* ConnectionPool::getConnection()
{
    Connection* conn = nullptr;
    lock.lock();  // 加锁
    if(m_conn_list.size() > 0)  // 连接池中有连接可用
    {
        conn = m_conn_list.front();
        m_conn_list.pop_front();
        m_cur_conn--;
    }
    else if (m_cur_conn < m_max_conn)  // 连接池中没有连接可用，但是没有达到最大连接数
    {
        conn = create_connection();
        if (conn != nullptr) {
            m_cur_conn++;
        }
    }
    lock.unlock();  // 释放锁
    return conn;
}

第四步：归还连接

当一个线程使用完一个连接以后，需要将这个连接重新放到连接池中，这样其他线程才能再次使用。在release_connection()方法中，需要对连接池进行加锁操作，将连接放回连接池中。

void ConnectionPool::release_connection(Connection *conn)
{
    if(conn == nullptr)
        return;
    lock.lock();  // 加锁
    m_conn_list.push_back(conn);
    m_cur_conn++;
    lock.unlock();  // 释放锁
}

第五步：销毁连接池

在程序退出时，需要对连接池进行销毁操作。在destory_pool()方法中，需要先将连接池中的连接全部释放，然后再销毁连接池实例。

void ConnectionPool::destory_pool()
{
    lock.lock();  // 加锁
    for(auto conn : m_conn_list)
    {
        mysql_close(conn->get_mysql());
        delete conn;
    }
    m_cur_conn = 0;
    m_conn_list.clear();
    lock.unlock();  // 释放锁
    delete this;
}

示例

下面是两个实例，它们演示了如何调用连接池类，获取数据库连接，并执行SQL语句。

示例一：获取数据库连接

ConnectionPool* pool = ConnectionPool::getInstance();
pool->init_connections();
Connection* conn = pool->getConnection();
if(conn)
{
    // 使用连接执行SQL语句
}
pool->release_connection(conn);

示例二：执行SQL语句

ConnectionPool* pool = ConnectionPool::getInstance();
pool->init_connections();
Connection* conn = pool->getConnection();
if(conn)
{
    // 执行SQL语句
    MySQL_Query(conn->get_mysql(), "SELECT * FROM users");
}
pool->release_connection(conn);

这就是关于“项目之C++如何实现数据库连接池”的完整攻略。