ADO.NET数据连接池剖析

本篇文章起源于在GCR MVP Open Day的时候和C# MVP张响讨论连接池的概念而来的。因此单独写一篇文章剖析一下连接池。

为什么需要连接池
剖析一个技术第一个要问的是，这项技术为什么存在。
对于每一个到SQL Server的连接，都需要经历TCP/IP协议的三次握手，身份认证，在SQL Server里建立连接，分配资源等。而当客户端关闭连接时，客户端就会和SQL Server终止物理连接。但是，我们做过数据库开发的人都知道，每次操作完后关闭连接是再正常不过的事了，一个应用程序即使在负载不大的情况下也需要不停的连接SQL Server和关闭连接，同一个应用程序同时也可能存在多个连接。

因此，如果不断的这样建立和关闭连接，会是非常浪费资源的做法。因此Ado.net中存在连接池这种机制。在对SQL Server来说的客户端的应用程序进程中维护连接池。统一管理Ado.net和SQL Server的连接，既连接池保持和SQL Server的连接，当Connection.Open()时，仅仅从连接池中分配一个已经和SQL Server建立的连接，当Connection.Close(）时，也并不是和SQL Server物理断开连接，仅仅是将连接进行回收。

因此，连接池总是能维护一定数量的和SQL Server的连接，以便应用程序反复使用这些连接以减少性能损耗。

重置连接的sys.sp_reset_connection
连接是有上下文的，比如说当前连接有未提交的事务，存在可用的游标，存在对应的临时表。因此为了便于连接重复使用，使得下一个连接不会收到上一个连接的影响，SQL Server通过sys.sp_reset_connection来清除当前连接的上下文，以便另一个连接继续使用。

当在Ado.net中调用了Connection.Close()时，会触发sys.sp_reset_connection。这个系统存储过程大概会做如下事情:
关闭游标
清除临时对象，比如临时表
释放锁
重置Set选项
重置统计信息
回滚未提交的事务
切换到连接的默认数据库
重置Trace Flag
此外，根据BOL上的信息：

代码如下:

"The sp_reset_connection stored procedure is used by SQL
Server to support remote stored procedure calls in a transaction. This stored
procedure also causes Audit Login and Audit Logout events to fire when a
connection is reused from a connection pool."

可以知道不能显式的在SQL Server中调用sys.sp_reset_connection,此外，这个方法还会触发Audit Login和Audit Logout事件。

一个简单的示例
下面我们通过一个简单的示例来看连接池的使用:
首先我分别使用四个连接，其中第一个和第二个连接之间有10秒的等待时间:

代码如下:

String ConnectionString = "data source=.\\sql2012;database=AdventureWorks;uid=sa;pwd=sasasa";
SqlConnection cn1=new SqlConnection(ConnectionString);
SqlCommand cmd1=cn1.CreateCommand();
cmd1.CommandText="SELECT * FROM dbo.ABCD";
cn1.Open();
cmd1.ExecuteReader();
cn1.Close();
Response.Write("连接关闭时间:"+DateTime.Now.ToLongTimeString()+"<br />");
System.Threading.Thread.Sleep(10000);
SqlConnection cn2=new SqlConnection(ConnectionString);
SqlCommand cmd2=cn2.CreateCommand();
cmd2.CommandText="SELECT * FROM dbo.ABCD";
cn2.Open();
cmd2.ExecuteReader();
cn2.Close();
Response.Write("连接关闭时间:"+DateTime.Now.ToLongTimeString()+"<br />");
SqlConnection cn3=new SqlConnection(ConnectionString);
SqlCommand cmd3=cn3.CreateCommand();
cmd3.CommandText="SELECT * FROM dbo.ABCD";
cn3.Open();
cmd3.ExecuteReader();
cn3.Close();
Response.Write("连接关闭时间:"+DateTime.Now.ToLongTimeString()+"<br />");
System.Threading.Thread.Sleep(1500);
SqlConnection cn4=new SqlConnection(ConnectionString);
SqlCommand cmd4=cn4.CreateCommand();
cmd4.CommandText="SELECT * FROM dbo.ABCD";
cn4.Open();
cmd4.ExecuteReader();
cn4.Close();
Response.Write("连接关闭时间:"+DateTime.Now.ToLongTimeString()+"<br />");

下面我们通过Profile截图:
   
我们首先可以看到，每一次Close()方法都会触发exec sp_reset_connection
此外，我们在中间等待的10秒还可以看到SP51是不断的，剩下几个连接全部用的是SPID51这个连接，虽然Ado.net Close了好几次，但实际上物理连接是没有中断的。
因此可以看出，连接池大大的提升了效率。