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告别数据库瓶颈!用这个技巧让你的程序跑得飞快!

作者:左诗右码
  • 2025-06-09
    上海
  • 本文字数:2308 字

    阅读完需:约 8 分钟

告别数据库瓶颈!用这个技巧让你的程序跑得飞快!

在日常开发中,数据库连接的管理是一个非常重要的环节。为了避免频繁地创建和销毁数据库连接,我们可以通过连接池来提高系统的性能和响应速度。连接池能够有效地重用已有的连接,避免重复的连接创建和销毁过程。


今天,我们将通过一个简单的例子,从零开始编写一个 SQLite 数据库连接池,并探讨如何使用 SQLAlchemy 进行更高效的连接管理。

连接池基础概念

在数据库操作中,每次进行数据库查询或更新时,都会涉及到连接的创建与销毁。如果频繁地进行这些操作,系统的开销会非常大,尤其是在高并发环境下。连接池的作用就是通过提前创建多个连接,保持它们的活跃性,并且在需要时进行复用,从而提高性能。

连接池的工作流程

  1. 初始化连接池:在应用程序启动时,创建一个空闲连接的队列。

  2. 获取连接:当应用需要连接时,从连接池中获取一个连接。如果池中没有空闲连接,且池的大小未达到上限,可以创建新的连接。

  3. 释放连接:当数据库操作完成后,连接并不被关闭,而是归还到连接池中,供其他操作使用。

使用 sqlite3 实现一个简单的连接池

首先,我们将使用 Python 的 sqlite3 模块和 queue.Queue 来实现一个简单的 SQLite 连接池这个连接池,通过一个队列来管理数据库连接。


import sqlite3from queue import Queue
class SqliteConnectionPool: def __init__(self, db_path: str, max_connections: int = 10): # 初始化数据库文件路径和最大连接数 self.db_path = db_path self.max_connections = max_connections # 使用队列来存储空闲连接 self.free_connections = Queue(maxsize=max_connections)
def get_connection(self): # 如果连接池为空,则创建一个新连接 if self.free_connections.empty(): self.create_connection() # 从连接池中获取一个连接 return self.free_connections.get()
def create_connection(self): # 创建一个新的数据库连接 conn = sqlite3.connect(self.db_path) # 将连接放入连接池 self.free_connections.put(conn)
def close_connection(self, conn): # 将连接归还到连接池 self.free_connections.put(conn)
# 创建连接池实例sqlite_pool = SqliteConnectionPool(db_path='./alex.db', max_connections=10)
def concurrent_access(): try: # 从连接池中获取一个连接 conn = sqlite_pool.get_connection() cursor = conn.cursor() # 执行数据库查询操作 cursor.execute('SELECT * FROM students') result = cursor.fetchall() return result except Exception as e: print(f"Error: {e}") return None finally: # 关闭连接(实际是归还到连接池) sqlite_pool.close_connection(conn)
if __name__ == "__main__": # 多次访问数据库,模拟高并发操作 for _ in range(10): print(concurrent_access())
复制代码

代码解释

  1. 初始化连接池:我们创建了一个 SqliteConnectionPool 类,在初始化时接收数据库路径和最大连接数。连接池内部使用 queue.Queue 来存储数据库连接。

  2. 获取连接:通过 get_connection 方法获取连接。如果队列为空(没有空闲连接),则调用 create_connection 创建一个新的连接。

  3. 关闭连接:数据库操作完成后,连接并不会被关闭,而是归还到连接池中,供后续操作使用。

  4. 并发访问:在 concurrent_access 函数中,我们模拟了从连接池获取连接并执行数据库查询操作的过程。



使用 SQLAlchemy 创建连接池

虽然我们已经实现了一个简单的连接池,但在实际开发中,使用成熟的库如 SQLAlchemy 可以更高效地管理数据库连接。


SQLAlchemy 是一个功能强大的 Python ORM 库,它不仅支持数据库操作,还内建了连接池管理。相比于手动管理连接池,SQLAlchemy 提供了更为高级的功能,使得连接池的管理更加简便。

代码示例

from sqlalchemy import create_engine, text
# 创建数据库引擎,并指定连接池大小engine = create_engine('sqlite:///alex.db', pool_size=10)
def concurrent_access(): try: # 使用 with 语句自动处理连接的回收 with engine.connect() as conn: result = conn.execute(text('SELECT * FROM students')) return result.fetchall() except Exception as e: print(f"Error: {e}") return None
if __name__ == "__main__": # 多次访问数据库,模拟高并发操作 for _ in range(4): print(concurrent_access())
复制代码

代码解释

  1. 创建数据库引擎:我们使用 create_engine 方法来创建一个 SQLAlchemy 引擎,并通过 pool_size 参数来指定连接池的大小。SQLAlchemy 会自动管理连接池。

  2. 使用连接池:通过 engine.connect() 方法获取一个数据库连接,并通过 with 语句确保连接操作完成后自动释放。

  3. 查询操作:我们使用 text 函数构造 SQL 查询,并执行该查询获取结果。



对比总结



总结

本文通过两种不同的实现方式介绍了如何创建数据库连接池。第一种方法使用了 Python 的标准库 sqlite3 和队列来手动管理连接池,适用于小型应用或学习实践;第二种方法则使用了 SQLAlchemy 提供的连接池功能,适用于需要高效、灵活连接池管理的复杂应用。


无论选择哪种方式,连接池的核心思想都是通过复用数据库连接来提高性能,避免频繁地创建和销毁连接。在高并发场景下,合理使用连接池是提升数据库操作效率的关键。


希望这篇文章能够帮助你更好地掌握数据库连接池的使用技巧,让你在开发中更加得心应手。

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全网同名,欢迎关注交流。 2018-11-22 加入

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