1. 背景

工程架構中有很多訪問下遊的需求，下遊包括但不限於服務/數據庫/緩存，其通訊步驟為：

（1）與下遊建立一個連接

（2）通過這個連接，收發請求

（3）交互結束，關閉連接，釋放資源

2. 為什麽需要連接池？

當並發量很低的時候，建立連接和關閉連接的過程是沒問題的，但當服務單機QPS達到幾百、幾千的時候，建立連接和銷毀連接就會成為瓶頸，此時如何優化？

結論很簡單，服務啟動的時候，先建立好若幹連接Array[Connection]，但有請求過來的時候，從Array中取出一個，執行下遊操作，執行完再放回，從而避免反復的建立和銷毀連接，以提升性能。

而這個對Array[Connection]進行維護的數據結構，就是連接池

3. 連接池核心接口和實現

通過上面的討論，可以看到連接池ConnectionPool主要有三個核心接口：

（1）Init：初始化好Array[Connection]，這個接口只在服務啟動時調用一次；

（2）GetConnection：請求每次需要訪問數據庫時，不是connect一個連接，而是通過連接池的這個接口拿連接；

（3）FreeConnection：請求每次訪問完數據庫時，不是關閉一個連接，而是把這個連接放回連接池。

連接池核心數據結構：

（1）連接數據Array[Connection]

（2）互斥鎖數組Array lock[N]

連接池核心接口實現：

Init() {
 for i = 1 to N {
  Array Connection [i] = new();
  Array Connection [i]->connect();
  Array lock[i] = 0;
 }
}
說明：把所有連接和互斥鎖初始化

GetConnection()
 for i = 1 to N {
  if(Array lock[i] == 0) {
   Array lock[i] = 1;
   return Array Connection[i];
   }
 }
}
說明：找一個可用的連接，鎖住，並返回連接

FreeConnection(c)
 for i = 1 to N {
 if(Array Connection [i] == c) {
   Array lock[i] = 0;
   }
  }
}
說明：找到連接，把鎖釋放

4. 細節

（1）如果連接全部被占用，是返回失敗，還是讓上遊等待？

（2）需要實施連接可用性檢測；

（3）為了讓調用方更友好，可能還需要包裝一層DAO層，讓“連接”對調用方都是黑盒的；

（4）通過freeArray，connectionMap可以讓取連接和放回連接都達到O(1)時間復雜度；

（5）可以通過hash實現id串行化；

（6）負載均衡、故障轉移、服務自動擴容都可以在這一層實現。

連接池的實現