PHP-数据库长连接mysql_pconnect的细节

PHP的MySQL持久化连接，美好的目标，却拥有糟糕的口碑，往往令人敬而远之。这到底是为啥么。近距离观察后发现，这家伙也不容易啊，要看Apache的脸色，还得听MySQL指挥。

对于作为Apache模块运行的PHP来说，要实现MySQL持久化连接，首先得取决于Apache这个web服务器是否支持Keep-Alive。

Keep-Alive

Keep-Alive是什么东西？它是http协议的一部分，让我们复习一下没有Keep-Alive的http请求，从客户在浏览器输入一个有 效url地址开始，浏览器就会利用socket向url对应的web服务器发送一条TCP请求，这个请求成功一次就得需要来回握三次手才能确定，成功以 后，浏览器利用socket TCP连接资源向web服务器请求http协议，发送以后就等着web服务器把http返回头和body发送回来，发回来后浏览器关闭socket连接， 然后做http返回头和body的解析工作，最后呈现在浏览器上的就是漂亮的页面了。这里面有什么问题呢？TCP连接需要三次握手，也就是来回请求三次方 能确定一个TCP请求是否成功，然后TCP关闭呢？来回需要4次请求才能完成！每次http请求就3次握手，4次拜拜，这来来回回的不嫌累啊，多少时间和 资源都被浪费在socket连接关闭上了，能不能一次socket TCP连接发送多次http请求呢？于是Keep-Alive就应运而生，http/1.0里需要客户端自己在请求头加入 Connection:Keep-alive方能实现，在这里我们只考虑http1.1了，只需要设置一下Apache，让它默认就是Keep- Alive持久连接模式(Apache必须1.2+才能支持Keep-Alive)。在httpd.conf里找到KeepAive配置项，果断设置为 On，MaxKeepAliveRequests果断为0(一个持久TCP最多允许的请求数，如果过小，很容易在TCP未过期的情况下，达到最大连接，那 下次连接就又是新的TCP连接了，这里设置0表示不限制)，然后对于mysql_pconnect最重要的选项KeepAliveTimeout设置为 15(表示15秒)。

好了，重启Apache，测试一下，赶紧写行东西：

<?php
    echo "Apache进程号:". getmypid();
?>

很简单，获取当前PHP执行者(Apache)的进程号，用浏览器浏览这个页面，看到什么？对，有看到一串进程号数字，15秒内，连续刷新页面， 看看进程号有无变化？木有吧？现在把手拿开，交叉在胸前，度好时间，1秒，2秒，3，...15，16。好，过了15秒了，再去刷新页面，进程号有没有变 化？变了！又是一个新的Apache进程了，为什么15秒后就变成新的进程了？记得我们在Apache里设置的KeepAliveTimeout吗？它的 值就是15秒。现在我们应该大致清楚了，在web服务器默认打开KeepAlive的情况下，客户端第一次http成功请求后，Apache不会立刻断开 socket，而是一直监听来自这一客户端的请求，监听多久？根据KeepAliveTimeout选项配置的时间决定，一旦超过这一时间，Apache 就会断开socket了，那么下次同一客户端再次请求，Apache就会新开一个进程来相应。所以我们之前15内不停的刷新页面，看到的进程号都是一致 的，表明是浏览器请求给了同一个Apache进程。

浏览器是怎么知道不需要重新进行TCP连接就可以直接发送http请求呢？因为http返回头里就会带上Connection:keep- alive，Keep-alive:15两行，意思就是让客户端浏览器明白，这次socket连接我这边还没关闭呢，你可以在15内继续使用这个连接，并 发送http请求，于是乎浏览器就知道应该怎么做了。

PHP怎么做

那么，PHP的MySQL连接资源是怎么被hold住的呢，这需要查看PHP的mysql_pconnect的函数代码，我看了下，大概的做法就 是mysql_pconnect根据当前Apache进程号，生成hash key，找hash表内有无对应的连接资源，没有则推入hash表，有则直接使用。有些代码片段可以说明(具体可查看PHP5.3.8源码 ext/mysql/PHP_mysql.c文件690行PHP_mysql_do_connect函数)

	#1.生成hash key
	user=php_get_current_user();//获取当前PHP执行者(Apache)的进程唯一标识号
	//hashed_details就是hash key
	hashed_details_length = spprintf(&hashed_details, 0, "MySQL__%s_", user);
    #2.如果未找到已有资源，就推入hash表，名字叫persistent_list，如果找到就直接使用
	/* try to find if we already have this link in our persistent list */
	if (zend_hash_find(&EG(persistent_list), hashed_details, hashed_details_length+1, (void **) &le)==FAILURE) {
		/* we don't */
		...
		...
		/* hash it up(推入hash表) */
		Z_TYPE(new_le) = le_plink;
		new_le.ptr = mysql;
		if (zend_hash_update(&EG(persistent_list), hashed_details, hashed_details_length+1, (void *) &new_le, sizeof(zend_rsrc_list_entry), NULL)==FAILURE) {
			...
     		...
			}
   		}
		else
		{/* The link is in our list of persistent connections(连接已在hash表里)*/
            ...
            ...
            mysql = (PHP_mysql_conn *) le->ptr;//直接使用对应的sql连接资源
            ...
            ...
		}

zend_hash_find比较容易看明白，原型是zend_hash_find(hash表,key名,key长,value);如果找到，value就有值了。

MySQL的wait_timeout和interactive_timeout

说完Keep-Alive，该到MySQL家串串门了，说的是mysql_pconnect，怎么能绕开MySQL的设置。影响 mysql_pconnect最重要的两个参数就是wait_timeout和interactive_timeout，它们是什么东西？先撇一边，首先 让我们把上面的代码改动一下PHP代码

<?php
    $conn = mysql_pconnect("localhost","root","123456") or die("Can not connect to MySQL");
    echo "MySQL线程号:". MySQL_thread_id($conn). "<br />";
    echo "Apache进程号". getmypid();
?>

以上的代码没啥好解释的，让我们用浏览器浏览这个页面，看到什么？看到两个显眼的数字。一个是MySQL线程号，一个是Apache进程号，好 了，15秒后再刷新这个页面，发现这两个id都变了，因为已经是新的Apache进程了，进程id是新的，hash key就变了，PHP只好重新连接MySQL，连接资源推入persistent list。如果15内刷新呢？Apache进程肯定不变，MySQL线程号会变吗？答案得问MySQL了。首先这个MySQL_thread_id是什么 东西？shell方式登录MySQL后执行命令'show processlist;'，看到了什么？

mysql> show processlist;
+-----+------+-----------+------+--------+-----+------+-----------------+
| Id  | User | Host      | db   | Command| Time| State| Info            |
+-----+------+-----------+------+--------+-----+------+-----------------+
| 348 | root | localhost | NULL | Query  |    0| NULL | show processlist|
| 349 | root | localhost | NULL | Sleep  |    2|      | NULL            |
+-----+------+-----------+------+--------+-----+------+-----------------+

发现了很重要的信息，这个processlist列表就是记录了正在跑的线程，忽略Info列为show processlist那行，那行是你当前shell登录MySQL的线程。PHP连接MySQL的线程就是Id为349那行，如果读者自己做测试，应该 知道这个Id=349在你的测试环境里是另外一个值，我们把这个值和网页里输出的MySQL_thread_id($conn)做做比较，对！他们是一样 的。接下来最重要的是观察Command列和Time列，Command = Sleep，表明什么？表明我们mysql_pconnect连接后就一直在sleep，Time字段就告诉我们，这个线程Sleep了多久，那么 Sleep了多久这个线程才能作废呢？那就是wait_timeout或者interactive_timeout要做的工作了，他们默认的值都是8小 时，天啊，太久了，所以如果说web服务器关掉KeepAlive支持，那个这个processlist很容易就被撑爆，就爆出那个Too many connections的错误了，max_connectiosns配置得再多也没用。为了观察这两个参数，我们可以在MySQL配置文件my.cnf里 设置这两个值，找到[MySQLd]节点，在里面设置多两行

interactive_timeout = 60
wait_timeout        = 30

配置完后，重启MySQL，shell登录MySQL，这时候show processlist可以发现只有当前线程(本人修改后重启, 在上面测试没有关闭浏览器的情况下刷新, 出现MySQL server has gone away, 刷新后无报错, 说明原来所用的那个mysql的长连接已经过期！)。然后运行那个带有mysql_pconnect的PHP页面，再回来MySQL端show processlist可发现，多了一个Commond为Sleep的线程，不停的show processlist(方向键上+enter键)观察Time列的变化2，5，10...14!，突然那个Sleep线程程被kill掉了，咋回事，还 没到30秒呢，噢!忘了修改一下Apache keepalive的参数了，把KeepAliveTimeOut从15改成120(只为观察，才这么改)，重启Apache。刷新那个页面，好，开始不 停的show processlist，2..5..10..14，15，..20...26....28，29!线程被kill，这次是因为wait_timeout 起了作用，浏览器那边停了30秒，30内如果浏览器刷新，那这个Time又会从0开始计时。这种连接不属于interactive connection(MySQL shell登录那种连接就属于interactive connection)，所以采用了wait_timeout的值。如果mysql_pconnect的第4个参数改改呢

<?php
$conn = mysql_pconnect('localhost','root','123456',MySQL_CLIENT_INTERACTIVE);
echo "MySQL线程号:".MySQL_thread_id($conn)."<br />";
echo "Apache进程号:".getmypid();
?>

刷新下页面，MySQL那边开始刷show processlist，这回Time > 30也不会被kill，>60才被kill了，说明设置了MySQL_CLIENT_INTERACTIVE，就会被MySQL视为 interactive connection，那么这次PHP的MySQL连接在120秒内未刷新的情况下，何时作废将取决于MySQL的 interactive_timeout的配置值。

总结

每个已建立的联机只为来自同一部 web server、使用同一组账号，且存取同一数据库的使用者服务

PHP的mysql_pconnect要达到功效，首先必须保证Apache是支持keep alive的，其次KeepAliveTimeOut应该设置多久呢，要根据自身站点的访问情况做调整，时间太短，keep alive没啥意义，时间太长，就很可能为一个闲客户端连接牺牲很多服务器资源，毕竟hold住socket监听进程是要消耗cpu内存的。最后 Apache的KeepAliveTimeOut配置得和MySQL的time out配置要有个平衡点，联系以上的观察，假设mysql_pconnect未带上第4个参数，如果Apache的KeepAliveTimeOut设置 的秒数比wait_timeout小，那真正对mysql_pconnect起作用的是Apache而不是MySQL的配置。这时如果MySQL的 wait_timeout偏大，并发量大的情况下，很可能就一堆废弃的connection了，MySQL这边如果不及时回收，那就很可能Too many connections了。可是如果KeepAliveTimeOut太大呢，又回到之前的问题，所以貌似Apache。KeepAliveTimeOu 不要太大，但比MySQL。wait_timeout 稍大，或者相等是比较好的方案，这样可以保证keep alive过期后，废弃的MySQL连接可以及时被回收。

自测：PHP-FPM 与 MySQL 长连接（使用 PDO）

　　PDO 如果想使用持久连接，必须在传递给 PDO 构造函数的驱动选项数组中设置 PDO::ATTR_PERSISTENT 。如果是在对象初始化之后用 PDO::setAttribute() 设置此属性，则驱动程序将不会使用持久连接。

　　经过本人测试，得出如下（利用调整 php-fpm 个数、tcpdump、MySQL 命令行（show full processlist; kill 线程ID;） 测试，请谨慎采纳！）

　　　　Nginx + PHP-FPM 支持 PDO 长连接，但是每个 PHP-FPM 都拥有自己的连接池（各个 PHP-FPM 的连接池不共用）！

　　　　PHP-FPM 与 MySQL 服务器的长连接，在 PHP-FPM 重启或 MySQL 执行 kill 时会自动向对方发送 FIN。

PHP 中的 MySQL 长连接由于 PHP 的运行方式有多种，因而长连接实现也有多种

　　与 Apache 配合时需要 Apache 服务器支持才可以实现长连接，因为 PHP 是没有进程池跟连接池这种概念的，绝大多数情况下 PHP 应用本身不是一个应用服务器(后起之秀 swoole, 是一个优秀的 PHP 应用服务器，不过是在c层面做的)。此时长连接其实是搭载 Apache 这样的带有 mpm 模块的 web 服务器，Linux 下 Apache 会维护一个进程池，开启了 Apache mpm 功能之后，Apache 会默认维持一个进程池，MySQL 长连接之后的连接，并没有作为 socet 连接关闭，而是作为一个不释放的东西，放进了进程池/线程池里面去。等需要连接的时，Apache 从它维护的进程池/线程池里面取出 MySQL  socket connnection, 然后就可以复用此连接了。如果 Apche + mod_php 不开启 mpm 模块的话，无论 mysql_pconnect、pdo_mysql，页面访问完毕，MySQL 连接即释放，即长连接无效。

　　与 Nginx 配合，PHP-FPM 支持长连接。

　　作为 Web 服务器，比如使用 swoole 开发的应用服务器，支持自实现连接池。

Apache 或 PHP-FPM 长连接缺点及连接池的优点（摘自:基于swoole扩展实现真正的PHP数据库连接池）

　　假设有 100 台 PHP 的应用服务器，每个机器需要启动 100 个 Apache 或 PHP-FPM 工作进程，那每个进程都会产生一个长连接到 MySQL。这一共会产生 1 万个 MySQL 连接。大家都知道 MySQL 是每个连接会占用 1 个线程。那 MYSQL 就需要创建 1 万个线程，这样大量的系统资源被浪费在线程间上下文切换上。而你的业务代码中并不是所有地方都在做数据库操作，所以这个就是浪费的。　　

　　连接池就不同了，100 个 worker 进程，公用 10 个数据库连接即可，当操作完数据库后，立即释放资源给其他 worker 进程。这样就算有 100 台 PHP 的服务器，那也只会创建 1000 个 MySQL 的连接，完全可以接受的。

参考

　　http://www.cnblogs.com/wpjamer/articles/7106389.html

　　http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/95