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HikariCP连接池使用和源码分析

news 来源：原创 2025/5/29 18:34:58

HikariCP是一款高性能的JDBC连接池，凭借其卓越的性能和简洁的设计，成为了众多Java项目的首选连接池。本文将从使用方法、配置参数、架构设计和源码分析四个方面深入探讨HikariCP，帮助你全面掌握这一强大的工具。

一、HikariCP的使用方法与配置

1. 添加依赖

Maven项目中添加以下依赖：

<dependency><groupId>com.zaxxer</groupId><artifactId>HikariCP</artifactId><version>5.0.0</version>
</dependency>

2. 基本配置与使用

以下是一个基本的HikariCP配置示例：

import com.zaxxer.hikari.HikariConfig;
import com.zaxxer.hikari.HikariDataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.Statement;public class HikariCPExample {public static void main(String[] args) {// 创建配置对象HikariConfig config = new HikariConfig();// 配置数据库连接信息config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase");config.setUsername("root");config.setPassword("password");// 配置连接池参数config.setMaximumPoolSize(10);       // 最大连接数config.setMinimumIdle(5);            // 最小空闲连接数config.setConnectionTimeout(30000);  // 连接超时时间（毫秒）config.setIdleTimeout(600000);       // 空闲连接超时时间（毫秒）config.setMaxLifetime(1800000);      // 连接最大生命周期（毫秒）// 创建数据源HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource(config);try (Connection connection = dataSource.getConnection();Statement statement = connection.createStatement();ResultSet resultSet = statement.executeQuery("SELECT * FROM users")) {while (resultSet.next()) {System.out.println("ID: " + resultSet.getInt("id") + ", Name: " + resultSet.getString("name"));}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {// 关闭数据源dataSource.close();}}
}

3. 常用配置参数说明

参数名	默认值	说明
`jdbcUrl`	-	数据库连接URL
`username`	-	数据库用户名
`password`	-	数据库密码
`maximumPoolSize`	10	连接池最大连接数
`minimumIdle`	与maximumPoolSize相同	连接池保持的最小空闲连接数
`connectionTimeout`	30000 (30秒)	从连接池获取连接的超时时间
`idleTimeout`	600000 (10分钟)	空闲连接的超时时间，超时后连接会被关闭
`maxLifetime`	1800000 (30分钟)	连接的最大生命周期，超时后连接会被强制关闭
`autoCommit`	true	是否自动提交事务
`connectionTestQuery`	-	连接测试SQL，用于验证连接的有效性
`poolName`	“HikariPool-1”	连接池名称，用于日志和JMX监控

二、HikariCP架构设计

HikariCP的架构设计遵循"Fast by Default"的原则，通过一系列优化实现了卓越的性能。其核心架构组件包括：

HikariDataSource：数据源实现类，继承自javax.sql.DataSource，作为连接池的入口点。
PoolBase：连接池的基础实现类，负责管理物理数据库连接，包括连接的创建、验证和销毁。
HikariPool：连接池的核心实现，负责连接的池化管理，包括连接的获取、归还、空闲连接管理等。
ProxyConnection：代理连接类，包装了实际的数据库连接，实现了连接的生命周期管理和性能监控。
ConcurrentBag：HikariCP自定义的高性能并发对象池，用于存储和管理连接对象。
HouseKeeper：后台线程，负责监控空闲连接和超时连接，定期清理和维护连接池。

HikariCP架构组件关系图：

┌─────────────────────┐
│    HikariDataSource   │
└───────────┬─────────┘│▼
┌─────────────────────┐
│      HikariPool       │
├─────────────────────┤
│ - ConcurrentBag      │
│ - HouseKeeper Thread │
└───────────┬─────────┘│▼
┌─────────────────────┐
│     PoolBase        │
├─────────────────────┤
│ - ConnectionFactory │
│ - ConnectionValidator │
└───────────┬─────────┘│▼
┌─────────────────────┐
│   ProxyConnection   │
└─────────────────────┘

三、HikariCP源码分析

1. 初始化过程

HikariCP的初始化过程主要在HikariPool类的构造函数中完成：

public HikariPool(final HikariConfig config) {super(config);this.config = config;this.connectionBag = new ConcurrentBag<>(this);this.suspendResumeLock = config.isAllowPoolSuspension() ? new SuspendResumeLock() : null;// 初始化连接池initializeConnections();
}

关键步骤包括：

创建ConcurrentBag对象，用于存储连接
根据配置参数初始化连接池，创建初始连接

2. 连接获取过程

当调用getConnection()方法时，实际执行的是HikariPool的getConnection()方法：

public Connection getConnection(final long hardTimeout) throws SQLException {// 检查连接池状态suspendResumeLock.acquire();final long startTime = currentTime();try {long timeout = hardTimeout;do {// 从ConcurrentBag中获取连接PoolEntry poolEntry = connectionBag.borrow(timeout, MILLISECONDS);if (poolEntry == null) {break; // 超时，返回null}final long now = currentTime();// 检查连接是否超时或无效if (poolEntry.isMarkedEvicted() || (elapsedMillis(poolEntry.lastAccessed, now) > aliveBypassWindowMs && !isConnectionAlive(poolEntry.connection))) {closeConnection(poolEntry, poolEntry.isMarkedEvicted() ? EVICTED_CONNECTION_MESSAGE : DEAD_CONNECTION_MESSAGE);timeout = hardTimeout - elapsedMillis(startTime, now);} else {// 连接有效，返回代理连接metricsTracker.recordBorrowStats(poolEntry, startTime);return poolEntry.createProxyConnection(leakTaskFactory.schedule(poolEntry), now);}} while (timeout > 0L);// 超时处理metricsTracker.recordBorrowTimeoutStats(startTime);throw createTimeoutException(startTime);} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();throw new SQLException(poolName + " - Interrupted during connection acquisition", e);} finally {suspendResumeLock.release();}
}

连接获取的核心逻辑：

从ConcurrentBag中借用连接对象
检查连接的有效性和生命周期
返回包装了实际连接的代理对象ProxyConnection

3. ConcurrentBag高性能实现

ConcurrentBag是HikariCP的核心组件之一，它采用了一种高效的无锁算法来管理对象池：

public class ConcurrentBag<T extends IConcurrentBagEntry> implements AutoCloseable {private final CopyOnWriteArrayList<T> sharedList;private final ThreadLocal<List<Object>> threadList;private final AtomicInteger waiters;private final SynchronousQueue<T> handoffQueue;private final IBagStateListener listener;// ... 其他成员变量和方法
}

ConcurrentBag的主要特点：

使用CopyOnWriteArrayList存储共享对象
为每个线程维护一个ThreadLocal列表，减少线程间竞争
使用SynchronousQueue实现高效的线程间对象传递
通过IBagStateListener监听连接池状态变化

4. 连接验证与回收

HikariCP通过HouseKeeper线程定期检查和维护连接池：

private final class HouseKeeper implements Runnable {@Overridepublic void run() {try {// 刷新统计信息connectionTimeoutStats.reset();// 检查是否需要收缩连接池final List<PoolEntry> notInUse = connectionBag.values(STATE_NOT_IN_USE);int toRemove = notInUse.size() - config.getMinimumIdle();for (PoolEntry entry : notInUse) {if (toRemove > 0 && entry != null && (currentTime() - entry.lastAccessed) > idleTimeout) {if (connectionBag.reserve(entry)) {closeConnection(entry, "(connection has passed idleTimeout)");toRemove--;}}}// 标记需要淘汰的连接softEvictConnections();// 检查连接池状态if (getTotalConnections() < config.getMinimumIdle()) {fillPool(); // 添加新连接}} catch (Exception e) {logger.error("Unexpected exception in housekeeping task", e);}}
}