Python封装数据库连接池详解
作者:傲娇的喵酱
前言:
线程安全问题:当2个线程同时用到线程池时,会同时创建2个线程池。如果多个线程,错开用到线程池,就只会创建一个线程池,会共用一个线程池。我用的注解方式的单例模式,感觉就是这个注解的单例方式,解决了多线程问题,但是没解决线程安全问题,需要优化这个单例模式。
主要通过 PooledDB 模块实现。
一、数据库封装
1.1数据库基本配置
db_config.py
# -*- coding: UTF-8 -*- import pymysql # 数据库信息 DB_TEST_HOST = "127.0.0.1" DB_TEST_PORT = 3308 DB_TEST_DBNAME = "bt" DB_TEST_USER = "root" DB_TEST_PASSWORD = "123456" # 数据库连接编码 DB_CHARSET = "utf8" # mincached : 启动时开启的闲置连接数量(缺省值 0 开始时不创建连接) DB_MIN_CACHED = 5 # maxcached : 连接池中允许的闲置的最多连接数量(缺省值 0 代表不闲置连接池大小) DB_MAX_CACHED = 0 # maxshared : 共享连接数允许的最大数量(缺省值 0 代表所有连接都是专用的)如果达到了最大数量,被请求为共享的连接将会被共享使用 DB_MAX_SHARED = 5 # maxconnecyions : 创建连接池的最大数量(缺省值 0 代表不限制) DB_MAX_CONNECYIONS = 300 # blocking : 设置在连接池达到最大数量时的行为(缺省值 0 或 False 代表返回一个错误<toMany......> 其他代表阻塞直到连接数减少,连接被分配) DB_BLOCKING = True # maxusage : 单个连接的最大允许复用次数(缺省值 0 或 False 代表不限制的复用).当达到最大数时,连接会自动重新连接(关闭和重新打开) DB_MAX_USAGE = 0 # setsession : 一个可选的SQL命令列表用于准备每个会话,如["set datestyle to german", ...] DB_SET_SESSION = None # creator : 使用连接数据库的模块 DB_CREATOR = pymysql
设置连接池最大最小为5个。则启动连接池时,就会建立5个连接。
1.2 编写单例模式注解
singleton.py
#单例模式函数,用来修饰类 def singleton(cls,*args,**kw): instances = {} def _singleton(): if cls not in instances: instances[cls] = cls(*args,**kw) return instances[cls] return _singleton
1.3 构建连接池
db_dbutils_init.py
from dbutils.pooled_db import PooledDB import db_config as config # import random from singleton import singleton """ @功能:创建数据库连接池 """ class MyConnectionPool(object): # 私有属性 # 能通过对象直接访问,但是可以在本类内部访问; __pool = None # def __init__(self): # self.conn = self.__getConn() # self.cursor = self.conn.cursor() # 创建数据库连接conn和游标cursor def __enter__(self): self.conn = self.__getconn() self.cursor = self.conn.cursor() # 创建数据库连接池 def __getconn(self): if self.__pool is None: # i = random.randint(1, 100) # print("创建线程池的数量"+str(i)) self.__pool = PooledDB( creator=config.DB_CREATOR, mincached=config.DB_MIN_CACHED, maxcached=config.DB_MAX_CACHED, maxshared=config.DB_MAX_SHARED, maxconnections=config.DB_MAX_CONNECYIONS, blocking=config.DB_BLOCKING, maxusage=config.DB_MAX_USAGE, setsession=config.DB_SET_SESSION, host=config.DB_TEST_HOST, port=config.DB_TEST_PORT, user=config.DB_TEST_USER, passwd=config.DB_TEST_PASSWORD, db=config.DB_TEST_DBNAME, use_unicode=False, charset=config.DB_CHARSET ) return self.__pool.connection() # 释放连接池资源 def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb): self.cursor.close() self.conn.close() # 关闭连接归还给链接池 # def close(self): # self.cursor.close() # self.conn.close() # 从连接池中取出一个连接 def getconn(self): conn = self.__getconn() cursor = conn.cursor() return cursor, conn # 获取连接池,实例化 @singleton def get_my_connection(): return MyConnectionPool()
1.4 封装Python操作MYSQL的代码
mysqlhelper.py
import time from db_dbutils_init import get_my_connection """执行语句查询有结果返回结果没有返回0;增/删/改返回变更数据条数,没有返回0""" class MySqLHelper(object): def __init__(self): self.db = get_my_connection() # 从数据池中获取连接 # # def __new__(cls, *args, **kwargs): # if not hasattr(cls, 'inst'): # 单例 # cls.inst = super(MySqLHelper, cls).__new__(cls, *args, **kwargs) # return cls.inst # 封装执行命令 def execute(self, sql, param=None, autoclose=False): """ 【主要判断是否有参数和是否执行完就释放连接】 :param sql: 字符串类型,sql语句 :param param: sql语句中要替换的参数"select %s from tab where id=%s" 其中的%s就是参数 :param autoclose: 是否关闭连接 :return: 返回连接conn和游标cursor """ cursor, conn = self.db.getconn() # 从连接池获取连接 count = 0 try: # count : 为改变的数据条数 if param: count = cursor.execute(sql, param) else: count = cursor.execute(sql) conn.commit() if autoclose: self.close(cursor, conn) except Exception as e: pass return cursor, conn, count # 释放连接 def close(self, cursor, conn): """释放连接归还给连接池""" cursor.close() conn.close() # 查询所有 def selectall(self, sql, param=None): cursor = None conn = None count = None try: cursor, conn, count = self.execute(sql, param) res = cursor.fetchall() return res except Exception as e: print(e) self.close(cursor, conn) return count # 查询单条 def selectone(self, sql, param=None): cursor = None conn = None count = None try: cursor, conn, count = self.execute(sql, param) res = cursor.fetchone() self.close(cursor, conn) return res except Exception as e: print("error_msg:", e.args) self.close(cursor, conn) return count # 增加 def insertone(self, sql, param): cursor = None conn = None count = None try: cursor, conn, count = self.execute(sql, param) # _id = cursor.lastrowid() # 获取当前插入数据的主键id,该id应该为自动生成为好 conn.commit() self.close(cursor, conn) return count except Exception as e: print(e) conn.rollback() self.close(cursor, conn) return count # 增加多行 def insertmany(self, sql, param): """ :param sql: :param param: 必须是元组或列表[(),()]或((),()) :return: """ cursor, conn, count = self.db.getconn() try: cursor.executemany(sql, param) conn.commit() return count except Exception as e: print(e) conn.rollback() self.close(cursor, conn) return count # 删除 def delete(self, sql, param=None): cursor = None conn = None count = None try: cursor, conn, count = self.execute(sql, param) self.close(cursor, conn) return count except Exception as e: print(e) conn.rollback() self.close(cursor, conn) return count # 更新 def update(self, sql, param=None): cursor = None conn = None count = None try: cursor, conn, count = self.execute(sql, param) conn.commit() self.close(cursor, conn) return count except Exception as e: print(e) conn.rollback() self.close(cursor, conn) return count # if __name__ == '__main__': # db = MySqLHelper() # sql = "SELECT SLEEP(10)" # db.execute(sql) # time.sleep(20) # TODO 查询单条 # sql1 = 'select * from userinfo where name=%s' # args = 'python' # ret = db.selectone(sql=sql1, param=args) # print(ret) # (None, b'python', b'123456', b'0') # TODO 增加单条 # sql2 = 'insert into hotel_urls(cname,hname,cid,hid,url) values(%s,%s,%s,%s,%s)' # ret = db.insertone(sql2, ('1', '2', '1', '2', '2')) # print(ret) # TODO 增加多条 # sql3 = 'insert into userinfo (name,password) VALUES (%s,%s)' # li = li = [ # ('分省', '123'), # ('到达','456') # ] # ret = db.insertmany(sql3,li) # print(ret) # TODO 删除 # sql4 = 'delete from userinfo WHERE name=%s' # args = 'xxxx' # ret = db.delete(sql4, args) # print(ret) # TODO 更新 # sql5 = r'update userinfo set password=%s WHERE name LIKE %s' # args = ('993333993', '%old%') # ret = db.update(sql5, args) # print(ret)
二、连接池测试
修改 db_dbutils_init.py 文件,在创建连接池def __getconn(self):方法下,加一个打印随机数,方便将来我们定位是否时单例的线程池。
修改后的db_dbutils_init.py 文件:
from dbutils.pooled_db import PooledDB import db_config as config import random from singleton import singleton """ @功能:创建数据库连接池 """ class MyConnectionPool(object): # 私有属性 # 能通过对象直接访问,但是可以在本类内部访问; __pool = None # def __init__(self): # self.conn = self.__getConn() # self.cursor = self.conn.cursor() # 创建数据库连接conn和游标cursor def __enter__(self): self.conn = self.__getconn() self.cursor = self.conn.cursor() # 创建数据库连接池 def __getconn(self): if self.__pool is None: i = random.randint(1, 100) print("线程池的随机数"+str(i)) self.__pool = PooledDB( creator=config.DB_CREATOR, mincached=config.DB_MIN_CACHED, maxcached=config.DB_MAX_CACHED, maxshared=config.DB_MAX_SHARED, maxconnections=config.DB_MAX_CONNECYIONS, blocking=config.DB_BLOCKING, maxusage=config.DB_MAX_USAGE, setsession=config.DB_SET_SESSION, host=config.DB_TEST_HOST, port=config.DB_TEST_PORT, user=config.DB_TEST_USER, passwd=config.DB_TEST_PASSWORD, db=config.DB_TEST_DBNAME, use_unicode=False, charset=config.DB_CHARSET ) return self.__pool.connection() # 释放连接池资源 def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb): self.cursor.close() self.conn.close() # 关闭连接归还给链接池 # def close(self): # self.cursor.close() # self.conn.close() # 从连接池中取出一个连接 def getconn(self): conn = self.__getconn() cursor = conn.cursor() return cursor, conn # 获取连接池,实例化 @singleton def get_my_connection(): return MyConnectionPool()
开始测试:
场景一:同一个实例,执行2次sql
from mysqlhelper import MySqLHelper import time if __name__ == '__main__': sql = "SELECT SLEEP(10)" sql1 = "SELECT SLEEP(15)" db = MySqLHelper() db.execute(sql) db.execute(sql1) time.sleep(20)
在数据库中,使用 show processlist;
show processlist;
当执行第一个sql时。数据库连接显示。
当执行第二个sql时。数据库连接显示:
当执行完sql,程序sleep时。数据库连接显示:
程序打印结果:
线程池的随机数43
由以上可以得出结论:
线程池启动后,生成了5个连接。执行第一个sql时,使用了1个连接。执行完第一个sql后,使用了另外1个连接。 这是一个线性的,线程池中一共5个连接,但是每次执行,只使用了其中一个。
有个疑问,连接池如果不支持并发是不是就毫无意义?
如上,虽然开了线程池5个连接,但是每次执行sql,只用到了一个连接。那为何不设置线程池大小为1呢?设置线程池大小的意义何在呢?(如果在非并发的场景下,是不是设置大小无意义?)
相比于不用线程池的优点:
如果不用线程池,则每次执行一个sql都要创建、断开连接。 像我们这样使用连接池,不用反复创建、断开连接,拿现成的连接直接用就好了。
场景二:依次创建2个实例,各自执行sql
from mysqlhelper import MySqLHelper import time if __name__ == '__main__': db = MySqLHelper() db1 = MySqLHelper() sql = "SELECT SLEEP(10)" sql1 = "SELECT SLEEP(15)" db.execute(sql) db1.execute(sql1) time.sleep(20)
第一个实例db,执行sql。线程池启动了5个连接
第二个实例db1,执行sql:
程序睡眠时,一共5个线程池:
打印结果:
结果证明:
虽然我们依次创建了2个实例,但是(1)创建线程池的打印结果,只打印1次,且从始至终,线程池一共只启动了5个连接,且连接的id没有发生改变,说明一直是这5个连接。
证明,我们虽然创建了2个实例,但是这2个实例其实是一个实例。(单例模式是生效的)
场景三:启动2个线程,但是线程在创建连接池实例时,有时间间隔
import threading from mysqlhelper import MySqLHelper import time def sl1(): time.sleep(2) db = MySqLHelper() sql = "SELECT SLEEP(6)" db.execute(sql) def sl2(): time.sleep(4) db = MySqLHelper() sql = "SELECT SLEEP(15)" db.execute(sql) if __name__ == '__main__': threads = [] t1 = threading.Thread(target=sl1) threads.append(t1) t2 = threading.Thread(target=sl2) threads.append(t2) for t in threads: t.setDaemon(True) t.start() time.sleep(20)
2个线程间隔了2秒。
观察数据库的连接数量:
打印结果:
在并发执行2个sql时,共用了这5个连接,且打印结果只打印了一次,说明虽然并发创建了2次实例,但真正只创建了一个连接池。
场景四:启动2个线程,线程在创建连接池实例时,没有时间间隔
import threading from mysqlhelper import MySqLHelper import time if __name__ == '__main__': db = MySqLHelper() sql = "SELECT SLEEP(6)" sql1 = "SELECT SLEEP(15)" threads = [] t1 = threading.Thread(target=db.execute, args=(sql,)) threads.append(t1) t2 = threading.Thread(target=db.execute, args=(sql1,)) threads.append(t2) for t in threads: t.setDaemon(True) t.start() time.sleep(20)
观察数据库连接 :
打印结果:
结果表明:
终端打印了2次,数据库建立了10个连接,说明创建了2个线程池。这样的单例模式,存在线程安全问题。
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