数据库连接池监控

欢迎回到第 11 章的学习。在上一节，我们学习了 SQL 查询追踪。现在我们要学习数据库连接池监控，这是数据库性能监控的重要组成部分。

本节将学习：连接池 Metrics、连接使用情况、连接泄露检测、以及性能优化。

连接池 Metrics

连接池 Metrics 的作用是什么？ 监控连接池的状态，了解连接池使用情况，识别连接池问题。

连接池 Metrics 包括哪些呢？

第一个：活跃连接数。 当前正在使用的连接数。

第二个：空闲连接数。 当前空闲的连接数。

第三个：总连接数。 连接池的总连接数。

第四个：等待连接数。 等待获取连接的线程数。

第五个：连接获取时间。 获取连接的平均时间。

第六个：连接使用时间。 连接的平均使用时间。

连接池 Metrics 收集：

文件路径：

application.properties

# HikariCP Connection pool configuration
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=20
spring.datasource.hikari.minimum-idle=5
spring.datasource.hikari.connection-timeout=30000
spring.datasource.hikari.idle-timeout=600000
spring.datasource.hikari.max-lifetime=1800000

# Enable connection pooling Metrics
spring.datasource.hikari.register-mbeans=true

连接池 Metrics 示例：

// utilized Micrometer Collecting connection pools Metrics
@Configuration
public class ConnectionPoolConfig {
    @Bean
    public DataSource dataSource() {
        HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
        // ... provisioning
        
        // signup Metrics
        if (registry != null) {
            new HikariPoolMetrics(dataSource, "shoehub-db").bindTo(registry);
        }
        
        return dataSource;
    }
}

Prometheus Metrics：

# 连接池 Metrics
hikari_connections_active{pool="shoehub-db"} 10
hikari_connections_idle{pool="shoehub-db"} 10
hikari_connections_pending{pool="shoehub-db"} 0
hikari_connections_timeout_total{pool="shoehub-db"} 0
hikari_connections_acquire_nanos{pool="shoehub-db"} 1234567

连接使用情况

连接使用情况的作用是什么？ 了解连接的使用模式，识别连接使用问题，优化连接管理。

连接使用情况包括哪些呢？

第一个：连接获取模式。 连接获取的频率和模式。

第二个：连接使用时长。 连接的平均使用时长。

第三个：连接归还情况。 连接是否及时归还。

第四个：连接等待情况。 是否存在连接等待。

连接使用情况监控：

// utilized OpenTelemetry Track connection acquisition and usage
@Aspect
@Component
public class ConnectionPoolAspect {
    @Around("execution(* javax.sql.DataSource.getConnection(..))")
    public Object trackConnection(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        long start = System.currentTimeMillis();
        Connection connection = (Connection) joinPoint.proceed();
        long acquireTime = System.currentTimeMillis() - start;
        
        // Record connection acquisition time
        tracer.startSpan("db.connection.acquire")
            .setAttribute("db.connection.acquire_time", acquireTime)
            .end();
        
        return connection;
    }
}

连接泄露检测

连接泄露检测的作用是什么？ 识别未归还的连接，防止连接泄露，保证连接池健康。

如何检测连接泄露？ 监控连接获取和归还的时间差，识别长时间未归还的连接。

连接泄露检测策略：

第一种：时间阈值。 设置连接使用时间阈值，超过阈值的连接被标记为泄露。

第二种：未归还检测。 监控获取但未归还的连接。

第三种：异常检测。 使用统计方法识别异常连接使用模式。

连接泄露检测代码：

@Component
public class ConnectionLeakDetector {
    private final Map<Connection, Long> connectionAcquireTime = new ConcurrentHashMap<>();
    
    public void onConnectionAcquired(Connection connection) {
        connectionAcquireTime.put(connection, System.currentTimeMillis());
    }
    
    public void onConnectionReturned(Connection connection) {
        connectionAcquireTime.remove(connection);
    }
    
    @Scheduled(fixedRate = 60000) // Check every minute
    public void detectLeaks() {
        long now = System.currentTimeMillis();
        long leakThreshold = 300000; // 5minutes
        
        connectionAcquireTime.forEach((conn, acquireTime) -> {
            long usageTime = now - acquireTime;
            if (usageTime > leakThreshold) {
                log.warn("Potential connection leak detected: connection used for {}ms", usageTime);
                // Send Alerts
            }
        });
    }
}

性能优化

性能优化的作用是什么？ 优化连接池配置，提升连接池性能，减少连接获取等待时间。

性能优化措施包括哪些呢？

第一个：连接池大小优化。 根据实际负载调整连接池大小。

第二个：连接获取策略优化。 优化连接获取策略，减少等待时间。

第三个：连接超时配置。 配置连接超时时间，及时释放无效连接。

第四个：连接验证配置。 配置连接验证，确保连接有效性。

性能优化配置：

# application.properties
# Connection pool size optimization
spring.datasource.hikari.maximum-pool-size=20
spring.datasource.hikari.minimum-idle=5

# Connection timeout configuration
spring.datasource.hikari.connection-timeout=30000
spring.datasource.hikari.idle-timeout=600000
spring.datasource.hikari.max-lifetime=1800000

# Connection verification configuration
spring.datasource.hikari.connection-test-query=SELECT 1
spring.datasource.hikari.validation-timeout=3000

本节小结

在本节中，我们学习了数据库连接池监控：

第一个是连接池 Metrics。 监控连接池的状态，了解连接池使用情况，识别连接池问题。

第二个是连接使用情况。 了解连接的使用模式，识别连接使用问题，优化连接管理。

第三个是连接泄露检测。 识别未归还的连接，防止连接泄露，保证连接池健康。

第四个是性能优化。 优化连接池配置，提升连接池性能，减少连接获取等待时间。

数据库连接池监控流程： 收集 Metrics → 监控连接使用情况 → 检测连接泄露 → 优化连接池配置 → 提升性能。

这就是数据库连接池监控。通过数据库连接池监控，我们可以全面了解连接池的健康状况和性能表现。

在下一节，我们将学习数据库性能指标。学习如何收集和分析数据库性能指标。