HikariCP - Pool de conexiones de base de datos

Qué es

Crear nuevas conexiones a la base de datos exige cierto procesamiento, principalmente cuando hay autenticación.

Por eso, para conseguir una mayor ganancia de rendimiento conviene reutilizar las conexiones y no abrir constantemente una nueva conexión.

Para resolver este problema se utiliza un pool de conexiones, que hace que, cuando se descarta una conexión, esta no se cierre ni se destruya realmente; entonces la conexión se deja en espera para reutilizarla cuando se necesite una nueva conexión.

Esto aporta grandes ganancias de rendimiento y también permite muchos más parámetros de configuración, incluido el más conocido, que es limitar el máximo de conexiones para evitar sobrecargar la base de datos.

HikariCP

Hikari significa Luz en japonés; es el más eficiente y ampliamente utilizado en aplicaciones Java, y es famoso por tener, con diferencia, el mejor rendimiento.

El repositorio oficial de HikariCP se puede encontrar aquí en GitHub; consulte los gráficos de rendimiento y la información sobre las configuraciones.

Netuno utiliza HikariCP para gestionar las conexiones a PostgreSQL, MariaDB, Microsoft SQL Server y Oracle.

Configuración

La configuración de HikariCP en Netuno se realiza junto con la configuración de la base de datos en las aplicaciones.

Es decir, dentro de la aplicación, en la carpeta config, en la configuración del entorno, como:

• _development.json
• _production.json

En la sección "db" se encuentran las configuraciones de base de datos.

Tanto para la conexión predeterminada como para cualquier otra, la configuración de los parámetros de HikariCP se puede realizar de la misma forma.

Así, dentro de la conexión predeterminada, donde tiene host, port, name (base de datos), username y password, basta con añadir más parámetros de HikariCP como:

...
    "db": {
        "default": {
            "engine": "pg",
            "host": "localhost",
            "port": 5432,
            "name": "mi_base_de_datos",
            "username": "mi_usuario",
            "password": "secreto",
            "maximumPoolSize": 25,
            "minimumIdle": 1,
            "idleTimeout": 10000,
            "maxLifetime": 60000
        }
    }
...

Por ejemplo, cada una de estas configuraciones extra de HikariCP de arriba sirve para:

• El maximumPoolSize define el tamaño máximo de conexiones en HikariCP; en este ejemplo, el límite de conexiones será 25.
• El minimumIdle define el número mínimo de conexiones pendientes en la cola de espera para ser utilizadas.
• El idleTimeout es el tiempo que la conexión puede permanecer en espera.
• El maxLifetime es el tiempo máximo de vida de la conexión.

Las configuraciones de HikariCP deben ser coherentes con la configuración del motor de la base de datos. Por ejemplo, el número máximo de conexiones y los tiempos límite jamás deben superar lo que está definido en el motor de la base de datos.

Cualquier otro parámetro de HikariCP se puede configurar de esta misma forma; basta con añadir los parámetros de configuración deseados.

Parámetros

A continuación se muestra la lista de parámetros que Netuno permite configurar para HikariCP.

Cualquier otro parámetro de configuración de HikariCP o está predefinido automáticamente por Netuno o no es aplicable.

Utilizados con frecuencia

autoCommit

Esta propiedad controla el comportamiento de confirmación automática predeterminado de las conexiones devueltas por el pool. Es un valor booleano.

Predeterminado: true

connectionTimeout

Esta propiedad controla el número máximo en milisegundos que un cliente (que eres tú) esperará una conexión del pool. Si se supera este tiempo sin que haya una conexión disponible, se lanzará una SQLException. El tiempo de espera de conexión más bajo aceptable es de 250 ms.

Predeterminado: 30000 (30 segundos)

idleTimeout

Esta propiedad controla la cantidad máxima de tiempo que se permite que una conexión permanezca inactiva en el pool. Esta configuración solo se aplica cuando minimumIdle se define como inferior a maximumPoolSize. Las conexiones inactivas no se retirarán cuando el pool alcance las conexiones minimumIdle. Si una conexión se retira por inactividad o no, está sujeta a una variación máxima de +30 segundos y una variación media de +15 segundos. Una conexión nunca se retirará por inactividad antes de este tiempo límite. Un valor de 0 significa que las conexiones inactivas nunca se eliminan del pool. El valor mínimo permitido es de 10000 ms (10 segundos).

Predeterminado: 600000 (10 minutos)

maxLifetime

Esta propiedad controla la vida útil máxima de una conexión en el pool. Una conexión en uso nunca se retirará; solo cuando esté cerrada se eliminará entonces. En una base de conexión por conexión, se aplica una atenuación negativa menor para evitar la extracción masiva en el pool. Recomendamos encarecidamente definir este valor, y debe ser varios segundos más corto que cualquier tiempo límite de conexión impuesto por una base de datos o infraestructura. Un valor de 0 indica una vida útil máxima (duración infinita), sujeta evidentemente a la definición de idleTimeout. El valor mínimo permitido es de 30000 ms (30 segundos).

Predeterminado: 1800000 (30 minutos)

minimumIdle

Esta propiedad controla el número mínimo de conexiones inactivas que HikariCP intenta mantener en el pool. Si las conexiones inactivas caen por debajo de este valor y el total de conexiones en el pool es inferior al tamaño maximumPoolSize, HikariCP hace el mejor esfuerzo para añadir conexiones adicionales de forma rápida y eficiente. Sin embargo, para un rendimiento máximo y capacidad de respuesta ante las demandas de pico, recomendamos no definir este valor y, en su lugar, permitir que HikariCP actúe como un conjunto de conexiones de tamaño fijo.

Predeterminado: el mismo que el tamaño maximumPoolSize

maximumPoolSize

Esta propiedad controla el tamaño máximo que puede alcanzar el pool, incluyendo tanto las conexiones inactivas como las que están en uso. Básicamente, este valor determinará el número máximo de conexiones reales al backend de la base de datos. Un valor razonable para esto se determina mejor por su entorno de ejecución. Cuando el pool alcance este tamaño y no haya conexiones inactivas disponibles, las llamadas a getConnection() se bloquearán hasta connectionTimeout milisegundos antes del tiempo límite.

Predeterminado: 10

Poco utilizados

initializationFailTimeout

Esta propiedad controla si el pool "fallará rápidamente" si el pool no se puede inicializar correctamente con una conexión inicial. Cualquier número positivo se considera como el número de milisegundos para intentar adquirir una conexión inicial; el hilo de aplicación se bloqueará durante este periodo. Si no se puede adquirir una conexión antes de este intervalo de tiempo, se lanzará una excepción. Este tiempo límite se aplica después del periodo de connectionTimeout. Si el valor es cero (0), HikariCP intentará obtener y validar una conexión. Si se obtiene una conexión, pero falla la validación, se lanzará una excepción y el pool no se iniciará. Sin embargo, si no es posible obtener una conexión, el pool se iniciará, pero los esfuerzos posteriores para obtener una conexión pueden fallar. Un valor inferior a cero evitará cualquier intento inicial de conexión, y el pool se iniciará inmediatamente mientras intenta obtener conexiones en segundo plano. En consecuencia, los esfuerzos posteriores para obtener una conexión pueden fallar.

Predeterminado: 1

catalog

Esta propiedad define el catálogo predeterminado para bases de datos que admiten el concepto de catálogos. Si no se especifica esta propiedad, se utiliza el catálogo predeterminado definido por el driver JDBC.

Predeterminado: predeterminado del driver

validationTimeout

Esta propiedad controla el periodo máximo de tiempo que se probará una conexión en cuanto a su vitalidad. Este valor debe ser menor que el tiempo de connectionTimeout. El tiempo límite de validación más bajo aceptable es de 250 ms.

Predeterminado: 5000

leakDetectionThreshold

Esta propiedad controla la cantidad de tiempo que una conexión puede estar fuera del pool antes de que se registre un mensaje que indique una posible fuga de conexión. Un valor de 0 significa que la detección de fugas está desactivada. El valor más bajo aceptable para permitir la detección de fugas es de 2000 (2 segundos).

Predeterminado: 0

schema

Esta propiedad define el esquema predeterminado para bases de datos que admiten el concepto de esquemas. Si no se especifica esta propiedad, se utiliza el esquema predeterminado definido por el driver JDBC.

Predeterminado: predeterminado del driver

DataSource

También es posible añadir configuraciones al DataSource, es decir, configuraciones adicionales específicas para el tipo de base de datos que se está utilizando.

Para realizar esta configuración más avanzada es necesario añadir el objeto de configuración de datasource dentro del objeto de configuración de la conexión a la base de datos.

Por ejemplo, así:

...
    "db": {
        "default": {
            "engine": "mariadb",
            "host": "localhost",
            "port": 3306,
            "name": "mi_base_de_datos",
            "username": "mi_usuario",
            "password": "secreto",
            "maximumPoolSize": 25,
            "minimumIdle": 1,
            "idleTimeout": 10000,
            "maxLifetime": 60000,
            "datasource": {
                "cachePrepStmts": "true",
                "prepStmtCacheSize": 250,
                "prepStmtCacheSqlLimit": 2048
            }
        }
    }
...

Observe que el valor de las configuraciones de los parámetros de DataSource es de tipo string; de todos modos, Netuno lo convierte automáticamente siempre a string.

Conclusión

Con la utilización de HikariCP es posible realizar configuraciones avanzadas para gestionar la carga y el comportamiento de las conexiones a la base de datos.

Pudiendo optimizarse para los escenarios más diversos, garantizando su alto rendimiento.