CN112069237B - 一种集群数据库连接池的管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集群数据库连接池的管理系统,该管理系统由客户端和服务端组成;客户端用于:在使用数据库连接池的业务系统初始化时,获取服务端配置的连接池参数,根据连接池参数初始化连接池;实时采集连接池的运行状态数据,并发送给服务端,由服务端根据集群数据库连接数的使用情况来动态调整连接池配置;服务端用于:连接集群中的各个数据库,并读取数据库的相关配置信息;配置各使用数据库连接池的系统的连接池参数,根据数据库的相关配置信息对连接池参数配置进行校验和限制;周期性的从客户端收集各连接池的运行状态数据;生成连接池调整规则,若运行状态数据符合调整规则的触发条件,则生成新的连接池参数。本发明可以对集群中使用的数据库连接池进行统一集中的配置,管理和监控。
Description
技术领域
本发明涉及集群数据库技术领域,具体涉及一种集群数据库连接池的管理系统,可用于在分布式集群系统中,对各个子系统的数据库连接池参数进行管理。
背景技术
数据库连接是一种关键的、有限的、昂贵的资源,每种类型的数据库(Oracle/Mysql/SQLServer等)在一定的硬件条件下只能提供有限的数据库连接,例如MySQL最大连接数可以支持到16384。对数据库连接的管理能显著影响到整个应用程序的伸缩性和健壮性,影响到程序的性能指标。
为了对数据库连接进行有效管理,应用系统一般会使用数据库连接池,连接池基本的思想是在系统初始化的时候,将数据库连接作为对象存储在内存中;当用户需要访问数据库时,并非建立一个新的连接,而是从连接池中取出一个已建立的空闲连接对象;使用完毕后,用户也并非将连接关闭,而是将连接放回连接池中,以供下一个请求访问使用。
数据库连接池的参数很多,但是基本参数一般都有:
最小连接数:连接池一直保持的数据库连接数;
最大连接池:连接池可以创建的最大连接数。
此外,还有maxIdle最大空闲连接数,maxWait获取连接最大等待时间等其他参数。
在一个分布式集群中,会有很多个子系统连接到同一个数据库,如果各个子系统没有对数据库连接池的参数进行统一的协调和配置,很可能造成出现以下情况:
1、连接池参数设置不合理,使用量很小的系统却配置了很大的初始连接数,造成数据库连接闲置不使用;或者,系统配置的连接池连接总和超过了物理数据库的最大限制;
2、连接池监控困难,虽然大部分连接池都提供了相应的监控方式,但是仅能监控单个系统连接池,无法对集群中所有的连接池进行集中统一的监控;
3、连接池无法动态调整,例如在系统使用高峰期,可以将最大连接数适当调大,当系统很少使用时,将最小连接数降低,这样能够最大化的利用数据库连接资源。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,本发明提供一种集群数据库连接池的管理系统,该管理系统可以对集群中使用的数据库连接池进行统一集中的配置,管理和监控。
本发明公开了一种集群数据库连接池的管理系统,所述管理系统包括客户端和服务端;
所述客户端用于:
在使用连接池的系统初始化时,获取所述服务端配置的连接池参数,根据所述连接池参数初始化连接池;
实时采集连接池的运行状态数据,并发送给所述服务端,由服务端根据集群数据库连接数的使用情况来动态调整连接池配置;
所述服务端用于:
连接集群中的各个数据库,并读取数据库的相关配置信息;
配置各使用数据库连接池的子系统的连接池参数,根据数据库的相关配置信息对连接池参数配置进行校验和限制;
周期性的从客户端收集各连接池的运行状态数据;
生成连接池调整规则,若所述运行状态数据符合调整规则的触发条件,则生成新的连接池参数。
作为本发明的进一步改进,所述客户端集成在使用数据库连接池的子系统中,所述服务端独立部署。
作为本发明的进一步改进,所述获取所述服务端配置的连接池参数,根据所述连接池参数初始化连接池;包括:
子系统启动时,调用该子系统的客户端;
客户端根据子系统ID到所述服务端读取连接池配置;
客户端获取连接池参数;
客户端根据所述连接池参数初始化连接池。
作为本发明的进一步改进,所述采集连接池的实时运行状态数据,并发送给所述服务端;包括:
客户端通过JMX或者连接池API接口的方式实时采集连接池的运行状态数据;其中,所述运行状态数据包括激活的连接数、连接数的峰值和连接的平均释放时间;
客户端通过Prometheus客户端发布连接池的运行状态数据;
Prometheus服务端抓取运行状态数据,并保存到其时序数据库TSDB中;
服务端通过PromQL查询所存储的监控数据。
作为本发明的进一步改进,
所述服务端还用于:更改连接池参数,并将新的连接池参数推送给对应的客户端;
所述客户端还用于:使用新的连接池参数创建新的连接池,替换掉旧连接池。
作为本发明的进一步改进,所述生成连接池调整规则,若所述运行状态数据符合调整规则的触发条件,则生成新的连接池参数;包括:
配置连接池动态调整策略;其中,策略由三个维度构成,分别为时间、数量或百分比、发生频次;
根据调整策略生成调整规则;
根据所述运行状态数据计算规则条件,并判断是否满足调整规则的触发条件;
若满足,则生成新的连接池参数,并将新的连接池参数推送给对应的客户端;
若不满足,则返回继续检测和判断。
作为本发明的进一步改进,所述服务端还用于:
通过界面集中监控集群中的连接池使用情况;
在连接池中的连接使用量超过阈值时进行告警;
和/或,
通过界面集中监控集群中各数据库的连接情况;
在数据库的连接数超过阈值时进行告警。
作为本发明的进一步改进,所述服务端还用于:
根据预设时间内收集到的连接池使用情况,生成一份针对该子系统的连接池的推荐参数报告;
后续系统管理人员可以根据所述推荐参数报告中的连接池推荐配置参数来调整连接池配置,或者在部署新系统时进行参考。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、可以集中的对集群中所有系统的连接池进行初始化配置,配置时,会自动根据数据库的配置参数对连接池配置进行校验;例如:如果连接池配置的连接数超过了物理数据库允许的最大连接数,则校验不通过并提示;
2、可以集中的对集群中的连接池进行监控和告警,管理人员可以通过可视化界面看到连接池的运行状态,并在连接池的最大连接数超过阈值时进行告警;
3、可以配置连接池动态调整策略,一旦连接池的运行状态触发了该策略,则对连接池的参数进行动态调整;
4、可以对连接池的历史使用情况进行分析,生成相应的报告,并根据历史情况为系统推荐连接池的配置参数。
附图说明
图1为本发明一种实施例公开的集群数据库连接池的管理系统的架构图;
图2为本发明一种实施例公开的客户端初始化连接池的流程图;
图3为本发明一种实施例公开的动态调整连接池大小的流程图;
图4为本发明一种实施例公开的连接池运行状态数据的采集和存储的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明做进一步的详细描述:
如图1所示,本发明提供一种集群数据库连接池的管理系统,包括多个子系统(系统-1、系统-2、系统-3等)和多个数据库(Oracle数据库、MySQL数据库等),子系统中设有数据库连接池,管理系统包括客户端和服务端;其中,
本发明的客户端作为一个组件集成在使用数据库连接池的子系统中,用于实现下述1~3的功能,具体为:
1、在使用连接池的系统初始化时,获取服务端配置的连接池参数,根据连接池参数初始化连接池;其中,
如图2所示,客户端初始化连接池的具体方法包括:
S11、子系统启动时,调用该子系统的客户端;例如,若初始化系统-1的连接池,则在系统-1启动时,调用系统-1的客户端;
S12、客户端根据子系统ID到服务端读取连接池配置;例如,系统-1中集成的客户端系统-1的ID到服务端读取连接池配置;
S13、客户端获取连接池参数;
S14、客户端根据连接池参数初始化连接池。
2、采集连接池的运行状态数据,并发送给服务端,由服务端根据集群数据库连接数的使用情况来动态调整连接池配置;其中,
如图4所示,连接池运行状态数据的采集和存储的具体方法包括:
S21、客户端通过JMX或者连接池API接口的方式实时采集连接池的运行状态数据;其中,运行状态数据包括激活的连接数、连接数的峰值和连接的平均释放时间;
S22、客户端通过Prometheus客户端发布连接池的运行状态数据;
S23、Prometheus服务端抓取运行状态数据,并保存到其时序数据库TSDB中;
S24、服务端通过PromQL查询所存储的监控数据。
3、服务端在更改连接池参数后,将新的连接池参数推送给对应的客户端;客户端使用新的连接池参数创建新的连接池,择机替换掉旧连接池。
本发明的服务端独立部署,其连接集群中的数据库收集数据库配置信息和连接使用情况,并通过心跳和客户端保持通信;用于实现下述1~6的功能,具体为:
1、连接集群中的各个数据库,并读取数据库的相关配置信息;
例如连接MySQL后,会通过命令`show variables like‘%max_connections’`获取Mysql配置的最大连接数;上述数据库的配置信息将为连接池提供配置依据和校验限制。
2、通过可视化界面,为集群中的各系统配置连接池参数;在配置连接池参数时,会根据已经读取到的数据库的相关配置,对连接池参数配置进行校验和限制,例如所有子系统连接池的总和不能超过数据库的最大连接数;
例如:服务端读取到MySQL配置的最大连接数为100,那么当集群中有2个系统连接该MySQL数据库时,他们的最大连接数相加不能大于100。
3、周期性的从客户端收集各连接池的运行状态数据,例如激活的连接数,连接数的峰值和中位数等。
4、生成连接池调整规则,若运行状态数据符合调整规则的触发条件,则生成新的连接池参数;其中,
如图3所示,动态调整连接池大小的方法,包括:
S31、配置连接池动态调整策略,根据调整策略生成调整规则;其中,策略由三个维度构成,分别为时间、数量或百分比、发生频次;
例如:可以配置如果5分钟内连接池内的最大激活连接数大于30的情况发生了10次,则将该连接池的最大连接数调整为50(时间为5分钟,数量为大于30,发生频次为10次);或者配置如果10分钟内,连接池的峰值持续超过了连接池最大连接数的80%,则扩大该连接池的最大连接数到100(时间为10分钟,数量为大于80%,发生频次为持续发生)。
S32、根据运行状态数据计算规则条件,并判断是否满足调整规则的触发条件;
S33、若满足,则生成新的连接池参数,并将新的连接池参数推送给对应的客户端;
S34、若不满足,则返回继续检测和判断。
S35、客户端使用新的连接池参数创建新的连接池,替换掉旧连接池。
5、监控和告警,服务端可以通过界面集中监控集群中的连接池使用情况,如图4所示;并且在连接池中的连接使用量超过阈值时进行告警,同时也监控各个物理数据库的连接情况。
例如通过`show status like‘Thread%’`或者`show processlist`监控Mysql的连接数,一旦连接数超过阈值,进行告警。
6、在系统运行一段时间后,管理服务端会根据这段时间内收集到的连接池使用情况,生成一份针对该系统的连接池的推荐参数报告,后续系统管理人员可以根据报告中的连接池推荐配置参数来调整连接池配置,或者在部署新系统时进行参考。
实施例:
本发明提供一种集群数据库连接池的管理系统及管理方法,包括:
S1.在集群中部署连接池管理系统服务端及其依赖的MySQL数据库,Prometheus监控系统;
S2.通过连接池管理系统服务端界面为各个系统的连接池配置初始化参数;
S3.在需要使用连接池的系统中引入管理系统客户端,以及相应的连接池依赖(例如DBCP2/HikariCP/Druid等);
S4.系统启动时,通过调用管理系统客户端来创建相应的连接池;
S5.可以通过管理系统服务端界面查看连接池的实时运行状态;
S6.可以通过管理系统服务端配置连接池动态调整策略,如果连接池的运行状态达到了触发调整策略的条件,则动态调整连接池大小;
S7.可以通过管理系统的界面在线调整连接池参数。
本发明的优点为:
1、可以集中的对集群中所有系统的连接池进行初始化配置,配置时,会自动根据数据库的配置参数对连接池配置进行校验;例如:如果连接池配置的连接数超过了物理数据库允许的最大连接数,则校验不通过并提示;
2、可以集中的对集群中的连接池进行监控和告警,管理人员可以通过可视化界面看到连接池的运行状态,并在连接池的最大连接数超过阈值时进行告警;
3、可以配置连接池动态调整策略,一旦连接池的运行状态触发了该策略,则对连接池的参数进行动态调整;
4、可以对连接池的历史使用情况进行分析,生成相应的报告,并根据历史情况为系统推荐连接池的配置参数。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种集群数据库连接池的管理系统,其特征在于,所述管理系统包括客户端和服务端;
所述客户端用于:
在使用连接池的系统初始化时,获取所述服务端配置的连接池参数,根据所述连接池参数初始化连接池;
实时采集连接池的运行状态数据,并发送给所述服务端,由服务端根据集群数据库连接数的使用情况来动态调整连接池配置;其中,所述采集连接池的实时运行状态数据,并发送给所述服务端;包括:客户端通过JMX或者连接池API接口的方式实时采集连接池的运行状态数据;其中,所述运行状态数据包括激活的连接数、连接数的峰值和连接的平均释放时间;客户端通过Prometheus客户端发布连接池的运行状态数据;Prometheus服务端抓取运行状态数据,并保存到其时序数据库TSDB中;服务端通过PromQL查询所存储的监控数据;
所述服务端用于:
连接集群中的各个数据库,并读取数据库的相关配置信息;
配置各使用数据库连接池的子系统的连接池参数,根据数据库的相关配置信息对连接池参数配置进行校验和限制;
周期性的从客户端收集各连接池的运行状态数据;
生成连接池调整规则,若所述运行状态数据符合调整规则的触发条件,则生成新的连接池参数。
2.如权利要求1所述的管理系统,其特征在于,所述客户端集成在使用数据库连接池的子系统中,所述服务端独立部署。
3.如权利要求1所述的管理系统,其特征在于,所述获取所述服务端配置的连接池参数,根据所述连接池参数初始化连接池;包括:
子系统启动时,调用该子系统的客户端;
客户端根据子系统ID到所述服务端读取连接池配置;
客户端获取连接池参数;
客户端根据所述连接池参数初始化连接池。
4.如权利要求1所述的管理系统,其特征在于,
所述服务端还用于:更改连接池参数,并将新的连接池参数推送给对应的客户端;
所述客户端还用于:使用新的连接池参数创建新的连接池,替换掉旧连接池。
5.如权利要求1或4所述的管理系统,其特征在于,所述生成连接池调整规则,若所述运行状态数据符合调整规则的触发条件,则生成新的连接池参数;包括:
配置连接池动态调整策略;其中,策略由三个维度构成,分别为时间、数量或百分比、发生频次;
根据调整策略生成调整规则;
根据所述运行状态数据计算规则条件,并判断是否满足调整规则的触发条件;
若满足,则生成新的连接池参数,并将新的连接池参数推送给对应的客户端;
若不满足,则返回继续检测和判断。
6.如权利要求1所述的管理系统,其特征在于,所述服务端还用于:
通过界面集中监控集群中的连接池使用情况;
在连接池中的连接使用量超过阈值时进行告警;
和/或,
通过界面集中监控集群中各数据库的连接情况;
在数据库的连接数超过阈值时进行告警。
7.如权利要求1所述的管理系统,其特征在于,所述服务端还用于:
根据预设时间内收集到的连接池使用情况,生成一份针对该子系统的连接池的推荐参数报告;
后续系统管理人员可以根据所述推荐参数报告中的连接池推荐配置参数来调整连接池配置,或者在部署新系统时进行参考。
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