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== PHP连接池 ==

'''PHP连接池'''是一种数据库连接管理技术，通过预先建立并维护一组可重用的数据库连接，减少频繁创建和销毁连接的开销，从而提升应用程序性能。本条目将详细介绍其原理、实现方式及实际应用。

=== 核心概念 ===
在传统PHP数据库操作中，每次请求都需要单独建立数据库连接（例如通过<code>mysqli_connect()</code>或<code>PDO</code>），请求结束后立即关闭。这种模式存在两个主要问题：
# 连接建立耗时（TCP三次握手、认证等）
# 高并发时可能耗尽数据库连接数限制

连接池通过以下机制解决这些问题：
# '''预热连接'''：启动时预先创建N个连接存入池中
# '''复用机制'''：请求从池中借用连接，使用后归还而非关闭
# '''动态扩容'''：当连接不足时按需创建新连接

=== 实现原理 ===
<mermaid>
graph LR
    A[客户端请求] --> B{连接池}
    B -->|分配| C[空闲连接]
    B -->|已满| D[等待/新建连接]
    C --> E[执行SQL]
    E --> F[归还连接]
</mermaid>

数学表达连接池效率提升：
<math>\Delta T = (t_{connect} \times n) - (t_{borrow} \times n)</math>
其中：
* <math>t_{connect}</math> = 单次连接建立时间
* <math>t_{borrow}</math> = 从池中获取连接时间
* <math>n</math> = 请求次数

=== PHP实现方案 ===
==== 原生PHP + PDO ====
需自行实现连接池管理类：
<syntaxhighlight lang="php">
class ConnectionPool {
    private $pool;
    private $maxSize;
    
    public function __construct($dsn, $user, $pass, $maxSize = 10) {
        $this->pool = new SplQueue();
        $this->maxSize = $maxSize;
        
        // 预热连接
        for ($i = 0; $i < 5; $i++) {
            $this->pool->enqueue(new PDO($dsn, $user, $pass));
        }
    }
    
    public function getConnection(): PDO {
        if (!$this->pool->isEmpty()) {
            return $this->pool->dequeue();
        }
        
        if (count($this->pool) < $this->maxSize) {
            return new PDO($dsn, $user, $pass);
        }
        
        throw new RuntimeException("Connection pool exhausted");
    }
    
    public function releaseConnection(PDO $conn): void {
        $this->pool->enqueue($conn);
    }
}

// 使用示例
$pool = new ConnectionPool("mysql:host=localhost;dbname=test", "user", "pass");
$conn = $pool->getConnection();
$stmt = $conn->query("SELECT * FROM users");
print_r($stmt->fetchAll());
$pool->releaseConnection($conn);
</syntaxhighlight>

==== Swoole扩展方案 ====
使用协程连接池更高效：
<syntaxhighlight lang="php">
$pool = new Swoole\Coroutine\Channel(10);

// 初始化连接池
go(function () use ($pool) {
    for ($i = 0; $i < 10; $i++) {
        $pool->push(new Swoole\Coroutine\MySQL([
            'host' => '127.0.0.1',
            'user' => 'root',
            'password' => '',
            'database' => 'test'
        ]));
    }
});

// 使用示例
go(function () use ($pool) {
    $mysql = $pool->pop();
    $result = $mysql->query('SELECT * FROM users');
    $pool->push($mysql);
    print_r($result);
});
</syntaxhighlight>

=== 性能对比 ===
{| class="wikitable"
|+ 1000次查询耗时对比（ms）
! 连接方式 !! 平均耗时 !! 内存峰值
|-
| 传统连接 || 1200 || 8MB
|-
| 连接池 || 350 || 5MB
|}

=== 应用场景 ===
'''适合场景'''：
* WebSocket长连接应用
* 高并发API服务
* 微服务架构中的数据库访问层

'''不适合场景'''：
* 单次执行的CLI脚本
* 连接配置频繁变化的场景

=== 注意事项 ===
1. '''连接泄漏'''：必须确保连接归还，建议使用try-finally：
   <syntaxhighlight lang="php">
   try {
       $conn = $pool->getConnection();
       // 业务代码
   } finally {
       $pool->releaseConnection($conn);
   }
   </syntaxhighlight>

2. '''心跳机制'''：长时间空闲的连接可能被数据库服务器断开，需定期执行简单查询（如<code>SELECT 1</code>）保持活性。

3. '''容量规划'''：连接数并非越多越好，需根据公式计算：
   <math>optimal\_connections = \frac{tps \times avg\_query\_time}{1000}</math>

=== 扩展阅读 ===
* 连接池与持久连接（<code>PDO::ATTR_PERSISTENT</code>）的区别
* 连接池在分布式系统中的实现变体
* 连接池与ORM框架的集成方式

通过合理使用连接池，PHP应用的数据库访问性能可提升3-5倍，特别是在高并发场景下效果显著。建议在项目初期就规划连接池方案，避免后期重构成本。

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