一个Web报表项目的性能分析和优化实践(二)：MySQL数据库连接不够用(TooManyConnections)问题的一次分析和解决案例

最近，项目中遇到了数据库连接不够的问题。

异常信息
com.mysql.jdbc.exceptions.jdbc4.MySQLNonTransientConnectionException:
Data source rejected establishment of connection, message from server: "Too many connections"

根据更详细的错误信息，我定位到报错的函数位置。

关键函数

 /**
  * 判断数据库是否存在
  */
 public boolean hasDatabaseByKey(String name) {
  boolean containsKey = dataSourceMap.containsKey(name);
  if (containsKey) {

   try {
       //根据数据库名称，把BoneCP数据源中的数据库参数取出来，用户名、密码、URL
    Object obj = dataSourceMap.get(name);
    com.jolbox.bonecp.BoneCPDataSource dataSource = (com.jolbox.bonecp.BoneCPDataSource) obj;

    String password = dataSource.getPassword();
    String username = dataSource.getUsername();
    String url = dataSource.getJdbcUrl();
    //建立新的数据库连接--这一行代码抛出“Too many connections”异常
    Connection con = DriverManager.getConnection(url, username, password);
    //关闭连接
    if (con != null) {
     con.close();
    }
    return true;

   } catch (Exception e) {
    LOG.error("Database name error:" + name);
    e.printStackTrace();
   }
  }
  return false;
 }

是否正常关闭了数据库连接
上述代码的主要功能是，根据前端传入的数据库名字，如“test”，检测该数据库的配置是否正确。

最初想到的，上面的数据库连接con可能没有正常关闭。
经过单步跟踪debug，和使用MySQL的 show processlist命令，发现所有的连接确实是正常关闭的。
因此，上述代码的功能是没有问题的。

功能没有问题，但是上述代码还是存在其它问题的
a.数据库连接应该在finally里关闭。
b.这种检测方法，每次都需要打开一个连接，比较耗费时间。
一种好的方法是，在系统初始化的时候，检查所有的数据源配置是否正确，把结果
用Map保存起来，("test",true)表明test数据库配置正确;
或者每一次检查，先从缓存中取，如果存在直接使用，否则，打开连接，进行检查，然后保存结果到缓存中。

问题根源
项目中使用了多个数据库， 数据源公共的配置如下。

  <bean id="abstractDataSource" class="com.jolbox.bonecp.BoneCPDataSource" destroy-method="close">
        <property name="username" value="root" />
  <property name="password" value="xxxx" />
        <property name="driverClass" value="com.mysql.jdbc.Driver"></property>
         <property name="maxConnectionsPerPartition" value="50"/>
  <property name="minConnectionsPerPartition" value="2"/> 
    </bean>
 

最近新增了10个数据源配置。
也就是说，现在新增的数据库连接，最高可以达到50*(10+1)=550个了。（不是50*1=50个）

而数据库MySQL的默认max_connections是100。
因此，我们在访问Web项目，然后频繁切换项目的时候，数据库连接池中的数目，已经达到了100。

这个时候，我们再去手动创建数据库连接，就会失败。

上文代码的更多配置信息

@Resource
private Map<String, Object> dataSourceMap;

<!-- 配置多数据源映射关系 -->
 <bean id="dataSourceMap" class="java.util.HashMap">
    <constructor-arg>
      <map key-type="java.lang.String">
       <entry key="demo1">
        <bean parent="abstractDataSource" >
      <property name="jdbcUrl"
      value="jdbc:mysql://ip:3306/demo1?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&zeroDateTimeBehavior=convertToNull" />
     </bean>
       </entry>
        
       <entry key="demo2">
     <bean parent="abstractDataSource" >
      <property name="jdbcUrl"
      value="jdbc:mysql://ip:3306/demo2?useUnicode=true&characterEncoding=UTF-8&zeroDateTimeBehavior=convertToNull" />
     </bean>
       </entry>
      </map>
    </constructor-arg>
  </bean>

改进后的代码

private static Map<String, Boolean> databaseStatusMap = new HashMap<String, Boolean>();
  /**
  * 判断数据库是否存在
  */
 public boolean hasDatabaseByKey(String name) {
  //数据源中是否含有这个数据库名称
  boolean containsKey = dataSourceMap.containsKey(name);
  //不存在这个数据名字，直接false
  if (!containsKey) {
   return false;
  }

  //首先从缓存中拿,不为null，表明已经验证过了
  Boolean status=databaseStatusMap.get(name);
  if(status != null){
   return status;
  }
  
  //缓存中不存在，第1次验证
  boolean databaseConfigSucceed = false;
  Connection con = null;
  try {
   Object obj = dataSourceMap.get(name);
   com.jolbox.bonecp.BoneCPDataSource dataSource = (com.jolbox.bonecp.BoneCPDataSource) obj;

   String password = dataSource.getPassword();
   String username = dataSource.getUsername();
   String url = dataSource.getJdbcUrl();

   //验证数据库连接，把结果存到缓存中
   con = DriverManager.getConnection(url, username, password);
   
   //这个地方con不可能为null，要么是一个正常的连接，要么抛出异常
   databaseConfigSucceed = true;
   databaseStatusMap.put(name, true);
   /*
    if (con != null) {
    databaseConfigSucceed = true;
    databaseStatusMap.put(name, true);
   } 
   else{
    databaseConfigSucceed = false;
    databaseStatusMap.put(name, false);
   }*/
  
  } catch (Exception e) {
   //抛出异常，下次不会去重新检查，可能会存在bug，如果第1次检测的时候，网断了或者MySQL挂了或者数据库连接过多，并不能代表配置不正确
   //小概率事件，暂时不考虑
   LOG.error("Database name error:" + name);
   databaseConfigSucceed=false;
   databaseStatusMap.put(name, false);
   e.printStackTrace();
  } finally {
   if (con != null) {
    try {
     //验证完数据库连接，需要手动关闭
     con.close();
    } catch (SQLException e) {
     e.printStackTrace();
    }
   }
  }
  return databaseConfigSucceed;
 }

小概率事件

如果在执行DriverManager.getConnection(url, username, password);获取数据库连接的时候，发生了异常。

如果恰好是第1次检测的时候，网断了或者MySQL挂了或者数据库连接过多，并不能代表配置不正确。
抛出异常，下次就不会去重新检查，可能会存在bug。

不过，系统第一次访问项目的时候，正好出故障的可能性很低。

可能存在的错误情况：

第一次成功，加入缓存为true，如果今后数据库连接打不开，应该提示“不可以打开”，也会提示“可以打开”。

第一次不成功，加入缓存为false，如果今后数据库能够打开，应该提示“可以打开”，也会提示“不可以打开”。

结论

1.在不使用缓存的情况下，每次都通过建立新连接的方式。

优点：可以准确的判断数据库配置是否正确，是否真正能够连接到数据库，代码的可读性和复杂度比较低。

缺点：性能比较差。

2.使用缓存。

优点：性能比较高。

缺点：在不正常情况下，准确性没有保障。代码的可读性和复杂度比较高。

再次改进

缓存，增加“时间限制”，过一段时间后，就失效。

观点

实现的功能越多，越准确，性能越好，代码可能会越来越复杂。

代码的正确性和性能有的时候是“互相排斥”的。

过多的追求完美，也会带来一些负担。

原文参见：http://FansUnion.cn/articles/2961