技术讨论]mongodb驱动的正确使用方法

原文地址：http://cnodejs.org/topic/5190d61263e9f8a542acd83b

mongo数据库在nodejs平台有2个常用驱动，mongodb和mongoose，mongodb接口非常接近mongo数据库原生的操作方式，是helloworld之类演示代码的首选mongo数据库连接驱动，因此成为大部分nodejs初学者最先接触的mongo数据库驱动。初学者在学会mongo连接的同时，却也可悲的被helloword这种演示性质的数据库操作习惯潜移默化了。
cat test.js

var server_options={};var db_options={
        w:-1,// 设置w=-1是mongodb 1.2后的强制要求，见官方api文档
        logger:{
        doDebug:true,
        debug:function(msg,obj){
            console.log('[debug]',msg);},
        log:function(msg,obj){
            console.log('[log]',msg);},
        error:function(msg,obj){
            console.log('[error]',msg);}}};var mongodb =require("mongodb"),
    mongoserver =new mongodb.Server('localhost',27017,server_options ),
    db =new mongodb.Db('test', mongoserver, db_options);function test_save(){//前一个db和后一个db，是同一个对象。
    db.open(function(err,db){if(err)return console.error(err);
        console.log('* mongodb connected');
        db.collection('foo').save({test:1},function(err,result){
            console.log(result);
            db.close();});})}
test_save();

这是个随处可见，大家非常熟悉的mongo数据库helloword代码：设置连接参数，open, 访问collection, close。 唯一不同的是为了显示代码背后的实际运作，我给db_options加上一个日志(logger)选项。
node test.js, 客户端输出信息：

[debug] opened connection
[debug] opened connection
[debug] opened connection
[debug] opened connection
[debug] opened connection
[debug] writing command to mongodb
* mongodb connected
[debug] writing command to mongodb
{ test:1, _id:51908a93718f6ad00c000001}[debug] closed connection
[debug] closed connection
[debug] closed connection
[debug] closed connection
[debug] closed connection

服务端mongo数据库的输出日志：

MonMay1312:54:33[initandlisten] connection accepted from127.0.0.1:2815#51MonMay1312:54:33[initandlisten] connection accepted from127.0.0.1:2816#52MonMay1312:54:33[initandlisten] connection accepted from127.0.0.1:2817#53MonMay1312:54:33[initandlisten] connection accepted from127.0.0.1:2818#54MonMay1312:54:33[initandlisten] connection accepted from127.0.0.1:2819#55MonMay1312:54:33[conn51]end connection 127.0.0.1:2815MonMay1312:54:33[conn52]end connection 127.0.0.1:2816MonMay1312:54:33[conn53]end connection 127.0.0.1:2817MonMay1312:54:33[conn54]end connection 127.0.0.1:2818MonMay1312:54:33[conn55]end connection 127.0.0.1:2819

客户端和服务器端的日志都表明，db.open了5个连接，而并非一般同学所想象的1个连接。why?这是因为mongoserver = new mongodb.Server('localhost', 27017,server_options )的serveroptions有个poolSize选项，默认值是5（见官方api文档）。db对象不仅扮演着与mongo数据库通讯的中间人角色，还同时是一个连接池。默认设置的情况下，helloword代码打开一个有着5个连接的连接池，然后再关闭这个连接池。作为ran and quit的演示，这个操作流程当然没问题，但如果放到http server的应用场景就成大问题了。每次http请求都打开5个数据库连接而后又关闭5个数据库连接，对性能影响可想而知，更为糟糕是open and close的操作流程会导致一个潜在的并发错误。
_cat server_1.js

var server_options={};var db_options={w:-1};var mongodb =require("mongodb"),
    mongoserver =new mongodb.Server('localhost',27017,server_options ),
    db =new mongodb.Db('test', mongoserver, db_options);var http=require('http');var server=http.createServer(function(req,res){
    db.open(function(err,db){if(err)return console.error(err);
        console.log('* mongodb connected');
        db.collection('foo').save({test:1},function(err,result){
            res.end(JSON.stringify(result,null,2));
            db.close();});})});
server.listen(8080,function(){
    console.log('server listen to %d',this.address().port);});
setTimeout(function(){//http.get('http://localhost:8080',function(res){console.log('request ok')});//http.get('http://localhost:8080',function(res){console.log('request ok')});},2000);

node server.js, 浏览器访问ok，但如果做ab类并发测试或者把倒数2、3行的注释去掉，问题就来了。

c:\nodejs\node_modules\mongodb\lib\mongodb\db.js:224thrownewError("db object already connecting, open cannot be called multi
          ^
Error: db object already connecting, open cannot be called multiple times

想象db对象是一扇门，open操作相当于开门，开门后才能阅读房间里面的书籍（数据）。当请求1开门后，紧随而来的请求2也想开门但是开不了，因为请求1还没关门(db.close)，门还处于“打开”的状态。其实呢，请求2完全没必要再开门，直接尾随请求1进门即可。错误的根源在于我们要打开一扇已经打开的门。how to fix? easy, 从open and close 行为改为 open once and reuse anywhere。程序启动的时候db.open一次，每次http请求直接访问数据库，扔掉db.open/db.close这2个多余的操作。

cat server_2.js

var server_options={'auto_reconnect':true,poolSize:5};var db_options={w:-1};var mongodb =require("mongodb"),
    mongoserver =new mongodb.Server('localhost',27017,server_options ),
    db =new mongodb.Db('test', mongoserver, db_options);

db.open(function(err,db){if(err)throw err;
    console.info('mongodb connected');});var http=require('http');var server=http.createServer(function(req,res){
    db.collection('foo').save({test:1},function(err,result){
        res.end(JSON.stringify(result,null,2));});});
server.listen(8080,function(){
    console.log('server listen to %d',this.address().port);});
setTimeout(function(){
    http.get('http://localhost:8080',function(res){console.log('request ok')});
    http.get('http://localhost:8080',function(res){console.log('request ok')});},2000);

这样改后，虽然没报错了，却引入另一个潜在的问题：当并发访问>5时，因为同时可用的底层数据库连接只有5，从而导致了阻塞。

===================================我是分隔线=====================================

实际应用场景中，直接引用db对象并不是一个好主意。默认情况下，db的poolSize=5，意味着并发只有5， 要提高并发的话，把poolSize拉到10? 20? 50? 100? NO,我们需要的是能动态调整连接数的连接池，既能满足高峰期的连接数要求，也能在空闲期释放闲置的连接，而不是象mongodb的内置连接池那样保持固定连接数。怎么办？重新发明轮子吗？不，重用已有的连接池模块genericpool。
_cat server_3.js

var http=require('http'),
    mongodb =require("mongodb"),
    poolModule =require('generic-pool');var pool = poolModule.Pool({
    name     :'mongodb',
    create   :function(callback){var server_options={'auto_reconnect':false,poolSize:1};var db_options={w:-1};var mongoserver =new mongodb.Server('localhost',27017,server_options );var db=new mongodb.Db('test', mongoserver, db_options);
        db.open(function(err,db){if(err)return callback(err);
            callback(null,db);});},
    destroy  :function(db){ db.close();},
    max      :10,//根据应用的可能最高并发数设置
    idleTimeoutMillis :30000,
    log :false});var server=http.createServer(function(req,res){
    pool.acquire(function(err, db){if(err){
            res.statusCode=500;
            res.end(JSON.stringify(err,null,2));}else{
            db.collection('foo').save({test:1},function(err,result){
                res.end(JSON.stringify(result,null,2));
                pool.release(db);});}});});
server.listen(8080,function(){
    console.log('server listen to %d',this.address().port);});
setTimeout(function(){
    http.get('http://localhost:8080',function(res){console.log('request ok')});
    http.get('http://localhost:8080',function(res){console.log('request ok')});},2000);

将poolSize设为1,一个db对象只负责一个底层的数据库连接，generic_pool通过控制db对象的数目，间接控制实际的数据库连接数目。如果poolSize还采取默认值5，1db=5连接，由于每次http请求期间我们实际使用到的只是1个连接，其他4个连接根本用不上，处于闲置状态，其结果是浪费资源，拖慢响应速度。

以上。

备注1：本文mongo数据库设置均采用本机安装的默认设置。
备注2：当需建模的业务对象较多时，使用mongoose驱动是个好主意，它自带的连接池比mongodb实用性强。
备注3：mongodb自1.2以后，官方推荐的连接方式改为MongoClient，将参数设置简化为一个URL(详细见http://mongodb.github.io/node-mongodb-native/driver-articles/mongoclient.html)。目前monodb的版本已经1.3，大家也该是时候转变了吧。
以上文generic_pool连接池的初始化为例，看看新旧连接的对比：
旧连接方法

var pool = poolModule.Pool({
    name     :'mongodb',
    create   :function(callback){var server_options={'auto_reconnect':false,poolSize:1};var db_options={w:-1};var mongoserver =new mongodb.Server('localhost',27017,server_options );var db=new mongodb.Db('test', mongoserver, db_options);
        db.open(function(err,db){if(err)return callback(err);
            callback(null,db);});},//......more code here});

新连接方法

var pool = poolModule.Pool({
    name     :'mongodb',
    create   :function(callback){
        mongodb.MongoClient.connect('mongodb://localhost/test',{
            server:{poolSize:1}},function(err,db){
            callback(err,db);});},//more code here});

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