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Swoole异步Mysql介绍

MySQL异步是指将MySQL连接事件驱动化，这样就编程了非阻塞IO。使用Swoole可以实现mysql异步链接，Mysql连接池等。
  • 异步MySQL客户端依赖PHP的 mysqlnd 和 mysqli 2个扩展，请使用php -m或phpinfo确认PHP是否有这2个扩展。
  • 另外需要在编译swoole时制定--enable-async-mysql

1.8.6版本已移除对mysqli和mysqlnd扩展的依赖，并改为内置，无需额外的编译参数开启

简单实例：

$db = new Swoole\MySQL;
$server = array(
    'host' => '127.0.0.1',
    'user' => 'test',
    'password' => 'test',
    'database' => 'test',
);

$db->connect($server, function ($db, $result) {
    $db->query("show tables", function (Swoole\MySQL $db, $result) {
        if ($result === false) {
            var_dump($db->error, $db->errno);
        } elseif ($result === true) {
            var_dump($db->affected_rows, $db->insert_id);
        } else {
            var_dump($result);
            $db->close();
        }
    });
});

MySQL长连接

MySQL短连接每次请求操作数据库都需要建立与MySQL服务器建立TCP连接，这是需要时间开销的。TCP连接需要3次网络通信。这样就增加了一定的延时和额外的IO消耗。请求结束后会关闭MySQL连接，还会发生3/4次网络通信。

close操作不会增加响应延时，原因是close后是由操作系统自动进行通信的，应用程序感知不到

长连接就可以避免每次请求都创建连接的开销，节省了时间和IO消耗。提升了PHP程序的性能。

断线重连

在cli环境下，PHP程序需要长时间运行，客户端与MySQL服务器之间的TCP连接是不稳定的。

  • MySQL-Server会在一定时间内自动切断连接
  • PHP程序遇到空闲期时长时间没有MySQL查询，MySQL-Server也会切断连接回收资源
  • 其他情况，在MySQL服务器中执行kill process杀掉某个连接，MySQL服务器重启

这时PHP程序中的MySQL连接就失效了。如果仍然执行mysql_query，就会报一个“MySQL server has gone away”的错误。程序处理不到就直接遇到致命错误并退出了。所以PHP程序中需要断线重连。

有很多人提出了mysql_ping的方案，每次mysql_query进行连接检测或者定时连接检测。这个方案不是最好的。原因是

  • mysql_ping需要主动侦测连接，带来了额外的消耗
  • 定时执行mysql_ping不能解决问题，如刚刚执行过mysql_ping检测之后，连接就关闭了

最佳的方案是，进行断线重连 。它的原理是：

  1. mysql_query执行后检测返回值
  2. 如果mysql_query返回失败，检测错误码发现为2006/2013（这2个错误表示连接失败），再执行一次mysql_connect
  3. 执行mysql_connect后，重新执行mysql_query，这时必然会成功，因为已经重新建立了连接
  4. 如果mysql_query返回成功，那么连接是有效的，这是一次正常的调用

可参考swoole_framework中的代码

MySQL异步

MySQL异步是指将MySQL连接事件驱动化，这样就编程了非阻塞IO。数据库操作并不会阻塞进程，在MySQL-Server返回结果时再执行对应的逻辑。

有几个点需要注意一下：

  • 异步MySQL并没有节省SQL执行的时间
  • 一个MySQL连接同时只能执行1个SQL，如果异步MySQL存在并发那么必须创建多个MySQL连接

异步回调程序中，异步MySQL并没有提升性能。异步最大的好处是可以高并发，如果并发1万个请求，那么就需要建立1万个MySQL连接，这会给MySQL-Server带来巨大的压力。

MySQL是根据连接数分配资源的，一个连接需要开启一个线程。1000连接那么需要维持1000线程才可以。线程数量增加后，线程间切换会占用大量CPU资源
MySQL短连接反而不会出现此问题，因为短连接在使用完后就释放了。不会占用MySQL-Server的连接资源

虽然应用层代码使用异步回调避免了自身的阻塞，实际上真正的瓶颈是数据库服务器。异步MySQL还带来了额外的编程复杂度，所以除非是特殊场景的需求，否则不建议使用异步MySQL。

如果程序中坚持要使用异步，那么必须是异步MySQL+连接池的形式。超过规定的MySQL最大连接后，应当对SQL请求进行排队，而不是创建新连接，避免大量并发请求导致MySQL服务器崩溃。

MySQL连接池

连接池是可以有效降低MySQL-Server负载的。原理是 连接池使用一个共享资源的模式，如并发100个请求，实际上并不是每个请求的所有时间都在执行SQL查询。这样100个请求，共享20个MySQL连接就可以满足需求了。当一个请求操作完数据库后，开始进入模板渲染等流程，这时就会释放数据库连接给其他的请求使用。

连接池仅在超大型应用中才有价值。普通的应用采用MySQL长连接方案，每个PHP-FPM创建一个MySQL连接，每台机器开启100个php-fpm进程。如果有10台机器，每台机器并发的请求为100。实际上只需要创建1000个MySQL连接就能满足需求，数据库的压力并不大。即使有100台机器，硬件配置好的存储服务器依然可以承受。

达到数百或者数千台应用服务器时，MySQL服务器就需要维持十万级的连接。这时数据库的压力就会非常大了。连接池技术就可以派上用场了，可以大大降低数据库连接数。

基于swoole的AsyncTask模块实现的连接池是完美方案，编程简单，没有数据同步和锁的问题。甚至可以多个服务共享连接池。缺点是1, 灵活性不如多线程连接池，无法动态增减连接。2, 有一次进程间通信的开销。
node.js/ngx_Lua等在多进程的模式下，无法开发出真正的连接池，除非也像swoole_task这样来实现


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