Python封裝數(shù)據(jù)庫連接池詳解

更新時(shí)間：2022年06月20日 15:56:47 作者：傲嬌的喵醬

這篇文章主要介紹了Python封裝數(shù)據(jù)庫連接池詳解，文章圍繞主題相關(guān)內(nèi)容展開詳細(xì)的內(nèi)容介紹，具有一定的參考價(jià)值，需要的小伙伴可以參考一下

場景一：同一個(gè)實(shí)例，執(zhí)行2次sql
場景二：依次創(chuàng)建2個(gè)實(shí)例，各自執(zhí)行sql
場景三：啟動2個(gè)線程，但是線程在創(chuàng)建連接池實(shí)例時(shí)，有時(shí)間間隔
場景四：啟動2個(gè)線程，線程在創(chuàng)建連接池實(shí)例時(shí)，沒有時(shí)間間隔

前言：

線程安全問題：當(dāng)2個(gè)線程同時(shí)用到線程池時(shí)，會同時(shí)創(chuàng)建2個(gè)線程池。如果多個(gè)線程，錯(cuò)開用到線程池，就只會創(chuàng)建一個(gè)線程池，會共用一個(gè)線程池。我用的注解方式的單例模式，感覺就是這個(gè)注解的單例方式，解決了多線程問題，但是沒解決線程安全問題，需要優(yōu)化這個(gè)單例模式。

主要通過 PooledDB 模塊實(shí)現(xiàn)。

一、數(shù)據(jù)庫封裝

1.1數(shù)據(jù)庫基本配置

db_config.py

# -*- coding: UTF-8 -*-
import pymysql
 
# 數(shù)據(jù)庫信息
DB_TEST_HOST = "127.0.0.1"
DB_TEST_PORT = 3308
DB_TEST_DBNAME = "bt"
DB_TEST_USER = "root"
DB_TEST_PASSWORD = "123456"
 
# 數(shù)據(jù)庫連接編碼
DB_CHARSET = "utf8"
# mincached : 啟動時(shí)開啟的閑置連接數(shù)量(缺省值 0 開始時(shí)不創(chuàng)建連接)
DB_MIN_CACHED = 5
# maxcached : 連接池中允許的閑置的最多連接數(shù)量(缺省值 0 代表不閑置連接池大小)
DB_MAX_CACHED = 0
# maxshared : 共享連接數(shù)允許的最大數(shù)量(缺省值 0 代表所有連接都是專用的)如果達(dá)到了最大數(shù)量,被請求為共享的連接將會被共享使用
DB_MAX_SHARED = 5
# maxconnecyions : 創(chuàng)建連接池的最大數(shù)量(缺省值 0 代表不限制)
DB_MAX_CONNECYIONS = 300
# blocking : 設(shè)置在連接池達(dá)到最大數(shù)量時(shí)的行為(缺省值 0 或 False 代表返回一個(gè)錯(cuò)誤<toMany......> 其他代表阻塞直到連接數(shù)減少,連接被分配)
DB_BLOCKING = True
# maxusage : 單個(gè)連接的最大允許復(fù)用次數(shù)(缺省值 0 或 False 代表不限制的復(fù)用).當(dāng)達(dá)到最大數(shù)時(shí),連接會自動重新連接(關(guān)閉和重新打開)
DB_MAX_USAGE = 0
# setsession : 一個(gè)可選的SQL命令列表用于準(zhǔn)備每個(gè)會話，如["set datestyle to german", ...]
DB_SET_SESSION = None

# creator : 使用連接數(shù)據(jù)庫的模塊
DB_CREATOR = pymysql

設(shè)置連接池最大最小為5個(gè)。則啟動連接池時(shí)，就會建立5個(gè)連接。

1.2 編寫單例模式注解

singleton.py

#單例模式函數(shù)，用來修飾類
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 構(gòu)建連接池

db_dbutils_init.py

from dbutils.pooled_db import PooledDB
import db_config as config
# import random

from singleton import singleton
"""
@功能：創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接池
"""

class MyConnectionPool(object):
    # 私有屬性
    # 能通過對象直接訪問，但是可以在本類內(nèi)部訪問；
    __pool = None
 
    # def __init__(self):
    #     self.conn = self.__getConn()
    #     self.cursor = self.conn.cursor()
 
    # 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接conn和游標(biāo)cursor
    def __enter__(self):
        self.conn = self.__getconn()
        self.cursor = self.conn.cursor()
 
    # 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接池
    def __getconn(self):
        if self.__pool is None:
            # i = random.randint(1, 100)
            # print("創(chuàng)建線程池的數(shù)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()
 
    # 釋放連接池資源
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        self.cursor.close()
        self.conn.close()
    # 關(guān)閉連接歸還給鏈接池
    # def close(self):
    #     self.cursor.close()
    #     self.conn.close()
 
    # 從連接池中取出一個(gè)連接
    def getconn(self):
        conn = self.__getconn()
        cursor = conn.cursor()
        return cursor, conn
# 獲取連接池,實(shí)例化
@singleton
def get_my_connection():
    return MyConnectionPool()

1.4 封裝Python操作MYSQL的代碼

mysqlhelper.py

import time
from db_dbutils_init import get_my_connection
"""執(zhí)行語句查詢有結(jié)果返回結(jié)果沒有返回0；增/刪/改返回變更數(shù)據(jù)條數(shù)，沒有返回0"""
class MySqLHelper(object):
    def __init__(self):
        self.db = get_my_connection()  # 從數(shù)據(jù)池中獲取連接
    #
    # def __new__(cls, *args, **kwargs):
    #     if not hasattr(cls, 'inst'):  # 單例
    #         cls.inst = super(MySqLHelper, cls).__new__(cls, *args, **kwargs)
    #     return cls.inst
 
    # 封裝執(zhí)行命令
    def execute(self, sql, param=None, autoclose=False):
        """
        【主要判斷是否有參數(shù)和是否執(zhí)行完就釋放連接】
        :param sql: 字符串類型，sql語句
        :param param: sql語句中要替換的參數(shù)"select %s from tab where id=%s" 其中的%s就是參數(shù)
        :param autoclose: 是否關(guān)閉連接
        :return: 返回連接conn和游標(biāo)cursor
        """
        cursor, conn = self.db.getconn()  # 從連接池獲取連接
        count = 0
        try:
            # count : 為改變的數(shù)據(jù)條數(shù)
            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
 
    # 釋放連接
    def close(self, cursor, conn):
        """釋放連接歸還給連接池"""
        cursor.close()
        conn.close()
 
    # 查詢所有
    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
 
    # 查詢單條
    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()  # 獲取當(dāng)前插入數(shù)據(jù)的主鍵id，該id應(yīng)該為自動生成為好
            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: 必須是元組或列表[(),()]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
 
    # 刪除
    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 查詢單條
    # 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 增加單條
    # 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 增加多條
    # sql3 = 'insert into userinfo (name,password) VALUES (%s,%s)'
    # li = li = [
    #     ('分省', '123'),
    #     ('到達(dá)','456')
    # ]
    # ret = db.insertmany(sql3,li)
    # print(ret)
 
    # TODO 刪除
    # 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、連接池測試

修改 db_dbutils_init.py 文件，在創(chuàng)建連接池def __getconn(self):方法下，加一個(gè)打印隨機(jī)數(shù)，方便將來我們定位是否時(shí)單例的線程池。

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：創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接池
"""
class MyConnectionPool(object):
    # 私有屬性
    # 能通過對象直接訪問，但是可以在本類內(nèi)部訪問；
    __pool = None
 
    # def __init__(self):
    #     self.conn = self.__getConn()
    #     self.cursor = self.conn.cursor()
 
    # 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接conn和游標(biāo)cursor
    def __enter__(self):
        self.conn = self.__getconn()
        self.cursor = self.conn.cursor()
 
    # 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接池
    def __getconn(self):
        if self.__pool is None:
            i = random.randint(1, 100)
            print("線程池的隨機(jī)數(shù)"+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()
 
    # 釋放連接池資源
    def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
        self.cursor.close()
        self.conn.close()
 
    # 關(guān)閉連接歸還給鏈接池
    # def close(self):
    #     self.cursor.close()
    #     self.conn.close()
 
    # 從連接池中取出一個(gè)連接
    def getconn(self):
        conn = self.__getconn()
        cursor = conn.cursor()
        return cursor, conn
 # 獲取連接池,實(shí)例化
@singleton
def get_my_connection():
    return MyConnectionPool()

開始測試：

場景一：同一個(gè)實(shí)例，執(zhí)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)

在數(shù)據(jù)庫中，使用 show processlist;

show processlist;

當(dāng)執(zhí)行第一個(gè)sql時(shí)。數(shù)據(jù)庫連接顯示。

當(dāng)執(zhí)行第二個(gè)sql時(shí)。數(shù)據(jù)庫連接顯示：

當(dāng)執(zhí)行完sql，程序sleep時(shí)。數(shù)據(jù)庫連接顯示：

程序打印結(jié)果：

線程池的隨機(jī)數(shù)43

由以上可以得出結(jié)論：

線程池啟動后，生成了5個(gè)連接。執(zhí)行第一個(gè)sql時(shí)，使用了1個(gè)連接。執(zhí)行完第一個(gè)sql后，使用了另外1個(gè)連接。這是一個(gè)線性的，線程池中一共5個(gè)連接，但是每次執(zhí)行，只使用了其中一個(gè)。

有個(gè)疑問，連接池如果不支持并發(fā)是不是就毫無意義？

如上，雖然開了線程池5個(gè)連接，但是每次執(zhí)行sql，只用到了一個(gè)連接。那為何不設(shè)置線程池大小為1呢？設(shè)置線程池大小的意義何在呢？（如果在非并發(fā)的場景下，是不是設(shè)置大小無意義？）

相比于不用線程池的優(yōu)點(diǎn)：

如果不用線程池，則每次執(zhí)行一個(gè)sql都要創(chuàng)建、斷開連接。像我們這樣使用連接池，不用反復(fù)創(chuàng)建、斷開連接，拿現(xiàn)成的連接直接用就好了。

場景二：依次創(chuàng)建2個(gè)實(shí)例，各自執(zhí)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)

第一個(gè)實(shí)例db，執(zhí)行sql。線程池啟動了5個(gè)連接

第二個(gè)實(shí)例db1，執(zhí)行sql：

程序睡眠時(shí)，一共5個(gè)線程池：

打印結(jié)果：

結(jié)果證明：

雖然我們依次創(chuàng)建了2個(gè)實(shí)例，但是（1）創(chuàng)建線程池的打印結(jié)果，只打印1次，且從始至終，線程池一共只啟動了5個(gè)連接，且連接的id沒有發(fā)生改變，說明一直是這5個(gè)連接。

證明，我們雖然創(chuàng)建了2個(gè)實(shí)例，但是這2個(gè)實(shí)例其實(shí)是一個(gè)實(shí)例。（單例模式是生效的）

場景三：啟動2個(gè)線程，但是線程在創(chuàng)建連接池實(shí)例時(shí)，有時(shí)間間隔

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個(gè)線程間隔了2秒。

觀察數(shù)據(jù)庫的連接數(shù)量：

打印結(jié)果：

在并發(fā)執(zhí)行2個(gè)sql時(shí)，共用了這5個(gè)連接，且打印結(jié)果只打印了一次，說明雖然并發(fā)創(chuàng)建了2次實(shí)例，但真正只創(chuàng)建了一個(gè)連接池。

場景四：啟動2個(gè)線程，線程在創(chuàng)建連接池實(shí)例時(shí)，沒有時(shí)間間隔

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)

觀察數(shù)據(jù)庫連接：