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HikariDataSource的getConnection()方法
7_hikari.png数据库
HikariCP获取链接的方法是com.zaxxer.hikari.HikariDataSource#getConnection()， 这个方法在HikariDataSource类中。HikariDataSource类中是 HikariCP 提供用户使用的主要类，有获取链接，关闭链接池，剔除链接等方法。咱们主要看一下getConnection(), 这是对外暴露的获取链接的方法，不论是Spring获取链接仍是咱们本身手工调用 HikariCP，都是调用这个方法从链接池中取链接。缓存
代码以下：安全
public Connection getConnection() throws SQLException {
//①
if (isClosed()) {
throw new SQLException("HikariDataSource " + this + " has been closed.");
}
//②
if (fastPathPool != null) {
return fastPathPool.getConnection();
}
/**
* ③
* See http://en.wikipedia.org/wiki/Double-checked_locking#Usage_in_Java
* GFC: 双重检查锁
* https://www.cnblogs.com/xz816111/p/8470048.html
* 若是是使用无参构造{@link #HikariDataSource()}初始化的HikariDataSource,那么默认是延迟构建HikariDataSource,
* 在第一次获取链接的时候才构建HikariDataSource
*/
HikariPool result = pool;
//B才执行到这里
if (result == null) {
synchronized (this) {
result = pool;
if (result == null) {
validate();
//A 执行到打印日志
LOGGER.info("{} - Started.", getPoolName());
pool = result = new HikariPool(this);
}
}
}
return result.getConnection();
}
其实一看，HikariDataSource的getConnection()代码仍是很是简单的，更多的细节，放在了HikariPool的getConnection()方法中。多线程
可是，咱们仍是要分析一下的，毕竟，咱们看开源代码的目的是学习大师的设计和技巧。并发
①检查链接池状态
//①
if (isClosed()) {
throw new SQLException("HikariDataSource " + this + " has been closed.");
}
这里的代码主要是判断链接池是否是已经关闭了，若是isClosed()返回 true，那么链接池已经关闭， 那么直接抛出异常。虽然是一个简单的判断，其实也有值得咱们学习的地方。框架
isClosed()方法实现只有一句代码：return isShutdown.get();，这个isShutdown其实就是一个链接池的关闭状态对吧？它有个get()方法，猜猜是个什么类型？ OK，它的声明是private final AtomicBoolean isShutdown = new AtomicBoolean();。高并发
咱们知道带Atomic前缀的一些类型，都是原子操做，它是线程安全的，在高并发状况下，能保证isShutdown的值在各个线程中是一致的，相似的还有AtomicInteger，AtomicLong等等，那么AtomicBoolean就是一个线程安全的布尔类型，这样就能够保证关闭链接池的时候，其余线程能够及时的感知到。性能
那么线程不安全的缘由是什么？学习
CPU 有一级缓存，二级缓存，三级缓存，还有内存。一级缓存，二级缓存，三级缓存是每一个 CPU 核独享的，而内存是整个 CPU 共享的。在CPU计算的时候会把值从内存读取到最近的一级缓存中，这样的话，极可能在多个核之间，isShutdown的值不一致，这就是线程不安全。
那AtomicBoolean是如何保证多个核之间的线程数据一致呢？
AtomicBoolean内部，有一个private volatile int value;的属性，用于记录Boolean的值，0 是 false，1 是 true。关键就是volatile修饰符，能够强制 CPU 在修改value的时候，必需要同步到内存中，而读取的时候，必需要从内存中读取。这样，各个线程之间就是数据一致了吧。可是，它也有个显而易见的劣处，你们看出来了吗，那就是会比较慢，由于它每次都有从内存中读取数据，这就是性能较差，对吧？因此咱们只能在须要使用volatile的时候再用，不能滥用。
在我经验很少的年纪，写相似代码标记一个状态的时候，是直接在类中定义一个类成员变量，没有用volatile。如今想来仍是太年轻了，好在那些状态对实时的要求不高，也没有出现什么问题。因此咱们仍是要多读源码，学习前辈的经验。
不知道有没有同窗会感慨，都涉及到 CPU 了，好底层啊。那么你们继续学习 HikariCP 的源码会发现，不少代码都是考虑到了很是底层的优化，好比控制了字节码的大小，方便 JVM优化代码。另外你们也能够学习下Disruptor并发框架，也是一个涉及到 CPU 缓存优化的框架，好多大数据框架学习了它的设计，听说性能高到能把 CPU 跑冒烟。
越是了解底层，越能写出更好的代码。学习了这些优秀的框架，个人感慨是：那些年上大学睡的觉，终究是要还的，如今终于到时候了.......
② 两个链接池？
//②
if (fastPathPool != null) {
return fastPathPool.getConnection();
}
这里的代码，又是很是简单，有没有设计？有！
它的实现是直接调用了fastPathPool的getConnection()方法对吧。可是请你们注意最后的 return语句，是result.getConnection();，这个result是fastPathPool吗？看下③处HikariPool result = pool;，这个result实际上是pool。那么有点奇怪，HikariDataSource中有两个链接池？不会吧，谁会这么设计呢 ！那该如何解释？
其实在HikariDataSource中，还真的有两个链接池的成员变量。定义以下：
private final HikariPool fastPathPool; private volatile HikariPool pool;
除了变量名字不一样以外，他们的修饰符也不同，fastPathPool是final的，pool是volatile的。volatile在上面已经解释过了，就是为了线程安全嘛，保证多线程状况下pool的值是一致的。fastPathPool呢，是final的，HikariDataSource初始化的时候必须赋值，以后就改不了了对吧。
其实这里涉及到了HikariCP 链接池的建立方式。HikariDataSource有两个构造方法，第一个是无参构造：
public HikariDataSource() {
super();
fastPathPool = null;
}
第二个是有参的:
public HikariDataSource(HikariConfig configuration) {
configuration.validate();
configuration.copyState(this);
LOGGER.info("{} - Started.", configuration.getPoolName());
pool = fastPathPool = new HikariPool(this);
}
咱们不在此详细解析这两个构造方法了，咱们只看这两个构造方法的最后一句，无参构造的是fastPathPool = null;，有参构造的是pool = fastPathPool = new HikariPool(this);。
那么， 咱们能够推断出，若是使用无参构造初始化HikariDataSource，fastPathPool就永远是 null；若是使用有参构造初始化HikariDataSource，那么fastPathPool就永远跟pool是同样的。
fastPathPool和pool都是HikariPool类型的对吧，HikariPool实际上是表明了链接池。那么咱们最初的问题，为何使用了两个链接池的成员变量？咱们在①处解析了volatile的劣处，性能略差，若是每次获取链接都从pool读取的话，是否是每次都要损失一些性能？因此咱们在使用有参构造建立链接池的时候，将fastPathPool也赋值，那么咱们从fastPathPool获取链接，至关于变相的不使用volatile，这样就能不损耗volatile的性能。volatile的主要目的就是在建立链接池的时候，若是有多个线程同时建立，不会建立出多个链接池。咱们会在下面详细描述。
除了学习到这种设计以外，咱们还能够知道，使用有参构造来初始化HikariDataSource会有一些性能提高，官方也推荐你们使用有参构造来初始化 HikariCP。其实这种性能提高不是很是大，可是 Hikari做者仍是不放过一点点的让 HikariCP 更快的机会，这就是为何 HikariCP 是最快的数据库链接池。
详细的性能测试结果，你们能够看下做者的回答:
https://groups.google.com/forum/#!msg/hikari-cp/yAtDD-3Qzgo/MgnNPLUkPqEJ
③双重检查锁
//③
HikariPool result = pool;
//B才执行到这里
if (result == null) {
synchronized (this) {
result = pool;
if (result == null) {
validate();
//A 执行到打印日志
LOGGER.info("{} - Started.", getPoolName());
pool = result = new HikariPool(this);
}
}
}
return result.getConnection();
此处的代码，我相信你们都能看懂，就是检查链接池是否是 null，若是是 null，就建立一个链接池，而后重新建立的链接池中获取链接返回。
若是我只写到上面，那我就跟有一些源码解析的文章同样了，看了跟没看同样， 没有任何收获。这不是咱们的目的。当初就是由于他们写的不详细，我看不明白，因此我才打算本身写，你们也才能看到这篇文章。咱们的目的就是学习到代码背后的东西， 而不是写一篇这个方法调用了这个方法，那个方法调用了那个方法这种没有养分的东西，由于方法调用你们都能看懂。
闲话少叙，代码背后的东西来了。这里的设计就是：双重检查锁，英文名：double checked locking。其实在写文章以前，我也不知道它叫什么，只会写。那么，什么是双重检查锁？其实就是在加锁以前检查一下对象是否为 null，加锁以后再检查一遍对象是否为 null，这种结构就是双重检查锁。
为何这么写？已经有了锁，确定就只能有一个线程建立链接池啊，检查两次这不是画蛇添足吗？我曾经遇到一个多年经验的老手也这么问我，因为我当时不知道双重检查锁这个名字，我只能给他讲了一遍以下过程：
咱们假若有两个线程(A, B)都在执行这个方法。A 执行快一点，拿到了锁，执行到了打印日志的地方，可是尚未建立链接池，此时链接池pool仍是 null。此时 B 执行到了检查pool是不是null 的地方，由于此时pool是 null，因此 B 要去申请锁了。A 执行完建立链接池了，此时pool不是 null 了，同时释放了锁。B 拿到了锁，再判断一次pool是不是null，此时pool不是null了，那么就不建立链接池了。若是没有拿到锁以后的第二次判断，那么链接池会被 B再建立一次，这才是画蛇添足！
还有人问：那么直接在获取锁以后检查一次就能够了，为何还要在获取锁以前检查一次呢？
由于锁这个东西，很耗性能，若是只有一个拿到锁以后的检查的话，至关于全部线程要排队检查是否是链接池已经建立了，至关于只能排队获取链接，这是不行的，咱们要高性能！在拿锁以前判断的话，若是链接池已经建立了的话，咱们就直接跳过拿锁，直接获取链接了，能够多线程，高并发！
到这里，这个双重检查锁还不完美！咱们继续看：
咱们知道，建立一个对象，能够大致分为 3 步：
- 分配内存空间
- 初始化对象
- 将对象指向刚分配的内存空间
有时候编译器和CPU 会在保证最后结果不变的状况下，对指令重排序，这就是 CPU 的乱序执行。上面的 3 步，可能会变成 132 来执行。也就是说，pool可能不是 null 了，可是它没有被初始化，这样调用的时候也会报错的。那怎么办？答案仍是volatile。``pool是一个volatile的，你们还记得吧？咱们上面说了，它是保证线程安全的。此处还要解释volatile的第二个功能：能够阻止指令重排序。它是怎么阻止重排序的呢？它会对pool加入一个内存屏障，又称内存栅栏，是一个CPU指令，能够阻止对指令的重排序，全部的写（write）操做都将发生在读（read）操做以前。
这样，咱们就能够完美的保证高并发下，链接池能够被正确的建立出来。
在 HikariCP 框架的使用上，咱们能够得知，若是使用无参构造初始化HikariCP，实际上是一个延迟初始化，在第一次获取链接的时候，才能初始化链接池。若是你们的应用，在启动以后可能有大量请求，致使大量数据库链接建立，那么使用无参构造能够会不太合适，会致使请求有阻塞，数据库压力加大。因此，无论在什么状况下，仍是要推荐你们使用有参构造初始化 HikariCP。
关于双重检查锁，你们还能够参考以下资料继续学习：