五、HikariCP源码分析之初始化分析二

原创

用户1422411

发布于 2022-06-25 17:52:45

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文章被收录于专栏：HikariCP源码解析系列HikariCP源码解析系列

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源代码版本2.4.5-SNAPSHOT

HikariPool的初始化

在上一节，我们说到了pool = fastPathPool = new HikariPool(this);中的new HikariPool(this)。我们来看下代码：

public HikariPool(final HikariConfig config) {
  //①
  //PoolBase
  super(config);
  //②
  // 构建一个connectionBag用于保存连接, connectionBag是连接池的核心
  this.connectionBag = new ConcurrentBag<>(this);
  //初始化连接计数器, 用于统计连接池中的连接数量
  this.totalConnections = new AtomicInteger();
  //根据是否允许挂起连接池, 初始化锁
  this.suspendResumeLock = config.isAllowPoolSuspension() ? new SuspendResumeLock() : SuspendResumeLock.FAUX_LOCK;
  //③
  //连接池统计
  if (config.getMetricsTrackerFactory() != null) {
     setMetricsTrackerFactory(config.getMetricsTrackerFactory());
  } else {
     setMetricRegistry(config.getMetricRegistry());
  }

  setHealthCheckRegistry(config.getHealthCheckRegistry());
  //注册 JMX 相关的 bean
  registerMBeans(this);
  //④
  checkFailFast();
  //⑤
  ThreadFactory threadFactory = config.getThreadFactory();
  this.addConnectionExecutor = createThreadPoolExecutor(config.getMaximumPoolSize(), poolName + " connection adder", threadFactory, new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());
  this.closeConnectionExecutor = createThreadPoolExecutor(config.getMaximumPoolSize(), poolName + " connection closer", threadFactory, new ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy());

  if (config.getScheduledExecutorService() == null) {
     threadFactory = threadFactory != null ? threadFactory : new DefaultThreadFactory(poolName + " housekeeper", true);
     this.houseKeepingExecutorService = new ScheduledThreadPoolExecutor(1, threadFactory, new ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy());
     this.houseKeepingExecutorService.setExecuteExistingDelayedTasksAfterShutdownPolicy(false);
     this.houseKeepingExecutorService.setRemoveOnCancelPolicy(true);
  } else {
     this.houseKeepingExecutorService = config.getScheduledExecutorService();
  }
  //⑥
  //默认 30s 运行一次
  this.houseKeepingExecutorService.scheduleWithFixedDelay(new HouseKeeper(), 0L, HOUSEKEEPING_PERIOD_MS, MILLISECONDS);
  //⑦
  this.leakTask = new ProxyLeakTask(config.getLeakDetectionThreshold(), houseKeepingExecutorService);
}

可以看到代码非常的长，也比较复杂，不要紧，我们慢慢分析。

①初始化父类

super(config);中的 super代表的是com.zaxxer.hikari.pool.PoolBase。PoolBase是一个更接近底层的一个连接池抽象。它里面定义了一些数据库连接相关的配置，比如：是否自动提交事务，是否连接只读，是否使用 JDBC4，网络请求超时时间等。一些比较重要的方法：初始化 JDBC 的dataSource，验证连接是否存活，重置连接默认配置等等。调用super(config);的目的，就是初始化PoolBase中的这些数据库配置。

通过这个super我们可以发现，HikariCP的初始化是逐层传递的，假如某个子类继承了父类，父类又继承了它的父类，那么初始化的时候，是用同一个配置类，先传递到子类，再到父类，再到祖父类，每一层都使用HikariConfig来初始化跟自己相关的配置，我们可以学习这种初始化方式，非常优雅。

具体的PoolBase初始化过程，我们不深入了，不是很复杂，大家可以结合我的代码注释来看一下，注释的非常明白。

②初始化ConcurrentBag

ConcurrentBag是一个通用的池模型的容器，是整个 HikariCP 的核心，我们要单独章节分析，此处大家只是明白这里初始化了用于保存数据库连接的容器，它的内部是一个CopyOnWriteArrayList，用于保存连接。

totalConnections呢，从字面就可以理解，是一个连接的计数器，用于记录连接池中的连接数量。它的类型是AtomicInteger，关于Atomic开头的原子类，我们在《HikariCP源码分析之获取连接流程一》中详细分析过AtomicBoolean的原理，这个是差不多的，大家可以看前面的文章。totalConnections这个计数器，会在向连接池中添加新连接的时候加1，连接池中的连接被关闭之后会减 1。

suspendResumeLock是我们在《HikariCP源码分析之获取连接流程二》中分析的重点，此处不赘述了。这里是创建一个连接池挂起的锁，或者说令牌桶，用于连接池挂起的时候，控制用户不能从连接池获取连接的。如果用户没有开启连接池挂起功能，就创建一个空的锁实现FAUX_LOCK，方便 JIT 将它优化掉。

③监控初始化

我们在之前的获取连接的分析文章中提到过，获取连接的时候，会向监控平台上报自己的状态，这里就是初始化监控平台的相关配置。用户可以自定义监控平台的实现，将它注册到 HikariCP 中，就可以被 HikariCP 调用。

值得一提的是registerMBeans(this);这一句代码。这里是注册 JMX 相关的 MBean，只有配置了数据库的isRegisterMbeans配置项，HikariCP 才会注册MBean，我们才能使用 JMX 在运行期间修改连接池的配置。如果不配置isRegisterMbeans，那么使用 JMX 修改配置会报错。对 JMX 感兴趣的同学，可以自行学习下相关内容。

④快速失败

这里只有一行代码checkFailFast();，但是我们单独拿出来了，这说明这里有点意思。

直接看看代码：

private void checkFailFast() {
  if (config.isInitializationFailFast()) {
     try {
        newConnection().close();
     } catch (Throwable e) {
        try {
           shutdown();
        } catch (Throwable ex) {
           e.addSuppressed(ex);
        }
        throw new PoolInitializationException(e);
     }
  }
}

代码看着不少，其实关键的没有多少。isInitializationFailFast是一个 HikariCP的配置项，它的默认值是 true。老规矩，先从字面意思猜测一下，好像是：初始化的时候快速失败的意思。再看一下下面的代码newConnection().close();，这是创建了一个连接，然后立即关闭了呀！综合以上线索，这是什么意思？其实非常好理解。就是在初始化 HikariCP 的时候，建立一个连接，然后立即关闭，如果有报错建立不了，就关闭整个连接池，抛错。

目的就是在启动期间，创建连接来验证关键参数是否有错误，如果不能建立连接，立即抛出错误,方便用户及时发现问题。比如：我们的数据库密码写错了。如果没有这个立即失败的验证，等你上线部署成功之后，第一次获取连接才能发现问题，这不就悲催了嘛，搞不好要挨骂的。

⑤初始化线程池

HikariCP 中有几个线程池：

closeConnectionExecutor ：用于执行关闭底层连接的线程池，只有一个线程，线程任务队列最大是连接池最大连接数，超出队列的任务，会不断重试添加。
addConnectionExecutor：用于执行添加新连接的线程池，只有一个线程，线程任务队列最大是连接池最大连接数，超出队列的任务，直接抛弃。
houseKeepingExecutorService：这是一个定时线程池，默认只有一个线程，它的作用比较多：用于执行检测连接泄露、关闭空闲时间超期的连接、回收空闲连接、检测时间回拨。

closeConnectionExecutor的队列任务抛弃策略有点不一样，它会不断重试，是基于连接必须关闭的考虑，其他的任务直接抛弃是影响不大。

这里有两项配置可以影响线程池，一个是scheduledExecutor：用于提供给houseKeepingExecutorService用的线程池，如果用户不自定义，就使用默认的 1 个线程的线程池。另一个是threadFactory：用于生成线程池中的线程，HikariCP 会在生成线程池的时候，调用该线程工厂获取线程。

⑥启动连接管理任务

看代码：

this.houseKeepingExecutorService.scheduleWithFixedDelay(new HouseKeeper(), 0L, HOUSEKEEPING_PERIOD_MS, MILLISECONDS);

这里向houseKeepingExecutorService线程池里提交了一个任务：每隔 30 秒，就执行一次HouseKeeper任务。这个任务的功能主要是：检测时间回拨，调整连接池里的连接。什么是时间回拨？比如服务器的系统时间不准，后来用户修改了服务器的系统时间，因为 HikariCP 是对时间敏感的框架，它靠定时任务来管理连接，如果系统时间变了，那么定时任务就不准确了。

有两种情况：

一是用户调快了时间，这个时候，HikariCP 什么都不做，因为时间快了，只是加快了定时任务的执行，使连接更早过期，这个对连接池影响不大，因为连接池会自动添加新连接。
二是用户调慢了时间，也就是回退了时间。回退时间对 HikariCP 是有极大影响的，比如原来还差 1 秒执行的任务，现在可能要过 15秒之后才能执行了，这可能引发本来该存活时间到期的连接，不会过期了。所以，这个时候，HikariCP 会把连接池中所以的连接都软驱逐掉，使所有的连接都不可用，然后重新创建新连接。

由于HouseKeeper任务比较复杂，我们单独的章节分析。