Python 中创建 PostgreSQL 数据库连接池
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习惯于使用数据库之前都必须创建一个连接池，即使是单线程的应用，只要有多个方法中需用到数据库连接，建立一两个连接的也会考虑先池化他们。连接池的好处多多，
- 1) 如果反复创建连接相当耗时，
- 2) 对于单个连接一路用到底的应用，有连接池时避免了数据库连接对象传来传去，
- 3) 忘记关连接了，连接池幸许还能帮忙在一定时长后关掉，当然密集取连接的应用势将耗尽连接，
- 4) 一个应用打开连接的数量是可控的
接触到 Python 后，在使用 PostgreSQL 也自然而然的考虑创建连接池，使用时从池中取，用完后还回去，而不是每次需要连接时创建一个物理的。Python 连接 PostgreSQL 是主要有两个包， py-postgresql 和 psycopg2 , 而本文的实例将使用后者。
Psycopg 在 psycopg2.pool 模块中提供了两个连接池的实现在，它们都继承自 psycopg2.pool.AbstractConnectionPool,
该抽象类的基本方法是
getconn(key=None):获取连接putconn(conn, key=None, close=False):归还连接closeall():关闭连接池中的所有连接
两个连接池的实现类是
psycopg2.pool.SimpleConnectionPool(minconn, maxconn, *args, **kwars): 给单线程应用用的psycopg2.pool.ThreadedConnectionPool(minconn, maxconn, *args, **kwars): 多线程时更安全，其实就是在getconn()和putconn()时加了锁来控制
所以最安全保险的做法还是使用 ThreadedConnectionPool, 在单线程应用中, SimpleConnectionPool 也不见得比 ThreadedConnectionPool 效率高多少。
下面来看一个具体的连接池实现，其中用到了 Context Manager, 使用时结合 with 键字更方便，用完后不用显式的调用 putconn() 归还连接
db_helper.py
from psycopg2 import pool
from psycopg2.extras import RealDictCursor
from contextlib import contextmanager
import atexit
class DBHelper:
def __init__(self):
self._connection_pool = None
def initialize_connection_pool(self):
db_dsn = 'postgresql://admin:password@localhost/testdb?connect_timeout=5'
self._connection_pool = pool.ThreadedConnectionPool(1, 3，db_dsn)
@contextmanager
def get_resource(self, autocommit=True):
if self._connection_pool is None:
self.initialize_connection_pool()
conn = self._connection_pool.getconn()
conn.autocommit = autocommit
cursor = conn.cursor(cursor_factory=RealDictCursor)
try:
yield cursor, conn
finally:
cursor.close()
self._connection_pool.putconn(conn)
def shutdown_connection_pool(self):
if self._connection_pool is not None:
self._connection_pool.closeall()
db_helper = DBHelper()
@atexit.register
def shutdown_connection_pool():
db_helper.shutdown_connection_pool()
from psycopg2 import pool
from psycopg2 . extras import RealDictCursor
from contextlib import contextmanager
import atexit
class DBHelper :
def __init__ ( self ) :
self . _connection_pool = None
def initialize_connection_pool ( self ) :
db_dsn = 'postgresql://admin:password@localhost/testdb?connect_timeout=5'
self . _connection_pool = pool . ThreadedConnectionPool ( 1 , 3 ， db_dsn )
@ contextmanager
def get_resource ( self , autocommit = True ) :
if self . _connection_pool is None :
self . initialize_connection_pool ( )
conn = self . _connection_pool . getconn ( )
conn . autocommit = autocommit
cursor = conn . cursor ( cursor_factory = RealDictCursor )
try :
yield cursor , conn
finally :
cursor . close ( )
self . _connection_pool . putconn ( conn )
def shutdown_connection_pool ( self ) :
if self . _connection_pool is not None :
self . _connection_pool . closeall ( )
db_helper = DBHelper ( )
@ atexit . register
def shutdown_connection_pool ( ) :
db_helper . shutdown_connection_pool ( )
几点说明：
- 只在第一次调用
get_resource()时创建连接池，而不是在from db_helper import db_helper引用时就创建连接池 Context Manager返回了两个对象，cursor和connection, 需要用connection管理事物时用它- 默认时
cursor返回的记录是字典，而非数组 - 默认时连接为自动提交
- 最后的
@atexit.register那个ShutdownHook可能有点多余，在进程退出时连接也被关闭，TIME_WAIT时间应该会稍长些
使用方式:
如果不用事物
from db_helper import db_helper
with db_helper.get_resource() as (cursor, _):
cursor.execute('select * from users')
for record in cursor.fetchall():
... process record, record['name'] ...
from db_helper import db_helper
with db_helper . get_resource ( ) as ( cursor , _ ) :
cursor . execute ( 'select * from users' )
for record in cursor . fetchall ( ) :
. . . process record , record [ 'name' ] . . .
如果需要用到事物
with db_helper.get_resource(autocommit=False) as (cursor, _):
try:
cursor.execute('update users set name = %s where id = %s', ('new_name', 1))
cursor.execute('delete from orders where user_id = %s', (1,))
conn.commit()
except:
conn.rollback()
with db_helper . get_resource ( autocommit = False ) as ( cursor , _ ) :
try :
cursor . execute ( 'update users set name = %s where id = %s' , ( 'new_name' , 1 ) )
cursor . execute ( 'delete from orders where user_id = %s' , ( 1 , ) )
conn . commit ( )
except :
conn . rollback ( )
在写作本文时，查看 psycopg 的官网时，发现 Psycopg 3.0 正式版在 2021-10-13 日发布了( Psycopg 3.0 released ), 更好的支持 async。在 Psycopg2 2.2 版本时就开始支持异步了。而且还注意到 Psycopg 的主要部分是用 C 实现的，才使得它效率比较高，也难怪经常用 pip install psycopg2 安装不成功，而要用 pip install psycopg2-binary 来安装的原因。
在创建连接池时加上参数 keepalivesXxx 能让服务器及时断掉死链接，否则在 Linux 下默认要 2 个小时后才断开。死链接的情况发生在客户端异常退出(如断电)时先前建立的链接就变为死链接了。
pool.ThreadedConnectionPool(1, 3, db_dsn, keepalives=1, keepalives_idle=30, keepalives_interval=10, keepalives_count=5)
PostgreSQL 服务端会对连接在空闲 tcp_keepalives_idle 秒后，主动发送tcp_keepalives_count 个 tcp_keeplive 侦测包，每个侦探包在 tcp_keepalives_interval 秒内都没有回应，就认为是死连接，于是切断它。
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